Ученые объединили фотоэлектрохимический и фотовольтаический преобразователи

N+1Наука

Перовскиты помогут дешево и эффективно получить водород из воды

Наталия Самойлова

Karuturi et al. / Advanced Energy Materials, 2020

Австралийские материаловеды научились эффективно получать водород из воды без использования дорогостоящих полупроводниковых материалов. Они использовали фотокатод из текстурированного кремния и соединили его с широкозонным перовскитным солнечным элементом, расположив солнечные элементы друг под другом. Эффективность преобразования солнечной энергии в водород составила 17,6 процентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.

Использование солнечной энергии для получения водорода из воды — технология, которая в перспективе позволит решить две проблемы одновременно: запасание нестабильной солнечной энергии впрок и получение экологически чистого топлива с высокой плотностью энергии. Для выхода на рынок такие преобразователи должны показывать эффективность не менее 20 процентов, при стоимости водорода не выше 4 долларов за килограмм. Использовать солнечную энергию для получения водорода можно несколькими способами. В фотовольтаических преобразователях солнечный элемент соединен с ячейкой для электролиза, и солнечный свет преобразуется в электроэнергию, которая расходуется на электролиз водных растворов с образованием водорода и кислорода на электрокатализаторах. В фотоэлектохимических преобразователях один или оба электрода состоят из полупроводниковых материалов. При облучении светом в полупроводнике образуются электроны и дырки, которые напрямую участвуют в реакциях образования водорода и кислорода.Считается, что фотоэлектрохимические преобразователи в перспективе будут дешевле (в них используются более дешевые катализаторы), но есть у таких устройств и серьезный недостаток.Дело в том, что лучше всего для получения водорода подходят полупроводники с шириной запрещенной зоны около 2 электрон-вольт. Однако, такой полупроводник поглощает только самую коротковолновую (высокоэнергетическую) часть солнечного излучения, поэтому общая эффективность устройств априори будет невысока. Для преодоления этой проблемы можно соединить фотоэлектрод с солнечным элементом — то есть по сути объединить фотовольтаический и фотоэлектрохимический преобразователь в одном устройстве. В этом случае солнечный элемент обеспечивает ток и напряжение смещения, и эффективность преобразования возрастает. Ученым удалось получить тандемный фотоэлектрохимический преобразователь на основе арсенида галлия с эфективностью 19 процентов. Но из-за высокой стоимости арсенида галлия такие преобразователи

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
Утвердили — и отказали: Гослинг, Сталлоне и другие актеры, уволенные со съемок Утвердили — и отказали: Гослинг, Сталлоне и другие актеры, уволенные со съемок

То, что актера утвердили на роль, еще не значит, что он ее сыграет

Cosmopolitan
Презирал женщин и уморил мать: настоящее лицо мультипликатора Уолта Диснея Презирал женщин и уморил мать: настоящее лицо мультипликатора Уолта Диснея

Уолт Дисней был вовсе не добрым дядюшкой, который придумывает мультики!

Cosmopolitan
Хищную муху из Австралии назвали в честь Дэдпула Хищную муху из Австралии назвали в честь Дэдпула

Четыре вида австралийских мух-ктырей получили имена в честь персонажей Marvel

N+1
Бунт зеленых человечков: кто и зачем решил устроить забастовку курьеров Delivery Club Бунт зеленых человечков: кто и зачем решил устроить забастовку курьеров Delivery Club

Чего добились активисты от Delivery Club

Forbes
Монологи женщин, которые столкнулись с проблемами в семье Монологи женщин, которые столкнулись с проблемами в семье

Истории людей, которые обратились за помощью в программу «Укрепление семьи»

СНОБ
Правила жизни Алексея Пажитнова Правила жизни Алексея Пажитнова

Правила жизни создателя игры «Тетрис» Алексея Пажитнова

Esquire
Едем на пикник Едем на пикник

Что делать, если нет дачи, уехать в отпуск невозможно, а отдохнуть хочется

Лиза
Думай как Amazon: откажитесь от больших зарплат и создавайте бизнес-планы, разрушающие ваш бизнес Думай как Amazon: откажитесь от больших зарплат и создавайте бизнес-планы, разрушающие ваш бизнес

Отрывок из книги бывшего топ-менеджера Amazon Джона Россмана

Inc.
Пирамиды, гольф, эчпочмаки и спикизи-бары: что посмотреть в Казани Пирамиды, гольф, эчпочмаки и спикизи-бары: что посмотреть в Казани

Идеи для поездки в Казань на выходные

РБК
День сурка на свадьбе: чем комедия «Палм-Спрингс» покорила американских кинокритиков День сурка на свадьбе: чем комедия «Палм-Спрингс» покорила американских кинокритиков

10 июля на платформе Hulu вышла сюрреалистическая комедия «Палм-Спрингс»

Forbes
Что такое зависимость и кто становится зависим: с точки зрения науки Что такое зависимость и кто становится зависим: с точки зрения науки

Разбираемся в природе человеческих пристрастий

Популярная механика
Олег Нестеров. Как в последний раз Олег Нестеров. Как в последний раз

Интервью с Олегом Нестеровым

Караван историй
Самострой: 7 фантастических архитекторов животного мира Самострой: 7 фантастических архитекторов животного мира

Животные хоть и не заканчивают вузов, но от природы удивительные инженеры

Популярная механика
Отрывок из книги Татьяны Замировской «Интернет для мертвых» Отрывок из книги Татьяны Замировской «Интернет для мертвых»

Глава нового романа Татьяны Замировской «Интернет для мертвых»

СНОБ
Вспоминая «Пасвик» Вспоминая «Пасвик»

Вся живая природа Севера подчинена жёсткому ритму

Наука и жизнь
Правила жизни Евы Грин Правила жизни Евы Грин

Правила жизни французской актрисы Евы Грин

Esquire
Культура на кухне Культура на кухне

Антон Ковальков – о своем подходе к работе на кухне

Bones
Как настроиться и собраться с силами, если завтра важный день Как настроиться и собраться с силами, если завтра важный день

Как сохранить силы перед важным событием и разобраться со страхами

Psychologies
Великая стройка. Удастся ли Путину не упустить «исторический шанс» Великая стройка. Удастся ли Путину не упустить «исторический шанс»

Владимиру Путину выпал шанс — окончательно решить жилищный вопрос в России

СНОБ
Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона

Предприниматель, остров Некер, 70 лет

Esquire
7 причин, почему тебя мучает жажда, даже когда пьешь воду ведрами 7 причин, почему тебя мучает жажда, даже когда пьешь воду ведрами

С этим лучше не шутить

Playboy
Как выковать дракона Как выковать дракона

«Ратоборцы» реконструируют средневековую пушку

Популярная механика
Сериал «Проклятая»: феминистическая версия легенды о Короле Артуре Сериал «Проклятая»: феминистическая версия легенды о Короле Артуре

Мрачная сказка для тех, кто не знает, что посмотреть сезона «Ведьмака»

GQ
История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны

История Кочерова Анатолия, пережившего Холокост

СНОБ
Мода 90-х в России — какой мы ее помним? Самая популярная одежда того времени Мода 90-х в России — какой мы ее помним? Самая популярная одежда того времени

Вспоминаем тренды русских 90-х

Cosmopolitan
Ведро позора: 8 немецких автомобилей, которые не оправдали надежд Ведро позора: 8 немецких автомобилей, которые не оправдали надежд

В древней Спарте таких сбрасывали со скалы…

Maxim
«Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак? «Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак?

Веками считалось, что брак нужен женщине больше, чем мужчине

Psychologies
Водителя оштрафовали за парковку во дворе дома. Как избежать проблем? Водителя оштрафовали за парковку во дворе дома. Как избежать проблем?

Водитель пожаловался на штраф за стоянку под запрещающим знаком

РБК
5000 картин, 10 томов книг и бесконечные путешествия: история Николая Рериха 5000 картин, 10 томов книг и бесконечные путешествия: история Николая Рериха

Как художник Николай Рерих нашел себя в разных сферах и остался в истории

Культура.РФ
Открыть в приложении