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

Игры безо всего для компании: топ-10 классных идей, для которых не нужен реквизит Игры безо всего для компании: топ-10 классных идей, для которых не нужен реквизит

Подборка интересных, увлекательных и не требующих реквизита игр для взрослых

Playboy
Найти альтернативу подвигам: как остановить и обезвредить эмоциональное выгорание среди женщин Найти альтернативу подвигам: как остановить и обезвредить эмоциональное выгорание среди женщин

Почему важно научиться отдыхать и как компании могут помочь в этом сотрудникам

Forbes
Домашняя магия Домашняя магия

7 способов сделать из маленькой квартиры большую

Лиза
The Atlantic (США): математическая революция среди американских школьников The Atlantic (США): математическая революция среди американских школьников

Передовые программы школьного обучения и результаты

ИноСМИ
Пони тоже кони Пони тоже кони

Может ли «китаец» со 100‑кубовым моторчиком доставлять удовольствие от вождения?

Мото
Барабанщица-виртуоз и верная жена: удивительная история Синди Блэкман Барабанщица-виртуоз и верная жена: удивительная история Синди Блэкман

Афроамериканка Синди Блэкман не хуже парней справляется с ударными

Cosmopolitan
Вызов времени: как искусственный интеллект помогает бороться с дискриминацией Вызов времени: как искусственный интеллект помогает бороться с дискриминацией

Что нужно сделать, чтобы ИИ дал женщинам новые карьерные перспективы

Forbes
Одной крови Одной крови

Искренний репортаж про кровные узы

Seasons of life
Война на истощение Война на истощение

70 лет назад, в конце июня 1950 года, началась Корейская война

Огонёк
Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение

За последние десятилетия температура Земли выросла на один градус Цельсия

N+1
8 признаков пищевой зависимости 8 признаков пищевой зависимости

Есть ради жизни или жить ради еды — что тебе важнее?

Лиза
Виктор Цой. 1980 – 1983 Виктор Цой. 1980 – 1983

В компанию к панк-музыканту по прозвищу Свин попадает Виктор Цой

Esquire
Диалог с нейросетью Диалог с нейросетью

Как стимулировать цифровизацию в банке и зачем нужна биометрия

Эксперт
Правила жизни Евгения Евтушенко Правила жизни Евгения Евтушенко

Поэт, скончался 1 апреля 2017 года в возрасте 84 лет, Талса, Оклахома

Esquire
Несерьезная квартира Несерьезная квартира

Игорь Гулин об объединении APTART

Weekend
Жители Ненецкого округа добились своего, проголосовав против Конституции Жители Ненецкого округа добились своего, проголосовав против Конституции

Почему Ненецкий автономный округ проголосовал против изменения Конституции

Forbes
Командная осознанность — что отличает лучшие продуктовые команды Командная осознанность — что отличает лучшие продуктовые команды

Продакт-менеджер из Atlassian — о командной осознанности

VC.RU
Чтение выходного дня: отрывок из романа, ставшего основой сериала Apple TV+ «Грейхаунд» с Томом Хэнксом Чтение выходного дня: отрывок из романа, ставшего основой сериала Apple TV+ «Грейхаунд» с Томом Хэнксом

Фрагмент из романа Сесила Скотта Форестера «“Грейхаунд”, или Добрый пастырь»

Esquire
Плюсы и минусы поддержки IT отрасли Плюсы и минусы поддержки IT отрасли

Правительство РФ утвердило беспрецедентные меры для поддержки IT-сферы

СНОБ
Любовь растений Любовь растений

Любовные отношения растений долгое время оставались для людей загадкой

Наука и жизнь
8 обязательных фильмов о самураях 8 обязательных фильмов о самураях

Про самураев снято немало картин, а некоторые — шедевры мирового кинематографа

Maxim
Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса

Собаки, кошки, морские свинки... Домашние питомцы дарят нам радость

Psychologies
Как всё успевать, когда у вас миллион срочных дел. Метод временных блоков Как всё успевать, когда у вас миллион срочных дел. Метод временных блоков

Управленческий талант проявляется в том, чтобы контролировать время

Inc.
Мартину Шину - 80! Мартину Шину - 80!

Чем знаменит Мартин Шин?

Cosmopolitan
Ученые обнаружили в космосе загадочный объект и странный свет Ученые обнаружили в космосе загадочный объект и странный свет

Явления, которые помогут разгадать некоторые фундаментальные загадки Вселенной

Популярная механика
Может, зря переживаешь? Может, зря переживаешь?

Что происходит у нас за спиной? Надо выяснить

Лиза
Это (не) ваше дело. Как понять, что рядом с вами жертва домашнего насилия Это (не) ваше дело. Как понять, что рядом с вами жертва домашнего насилия

Признаки, по которым можно определить, что перед вами жертва домашнего насилия

Forbes
Московский митинг 15 июля и его последствия Московский митинг 15 июля и его последствия

Рассказ политолога о митинге на Пушкинской площади

СНОБ
«Добрый» диктатор «Добрый» диктатор

Хрущёв искренне пытался улучшить жизнь народа. Но получилось... как всегда?

Дилетант
Отрывок из книги Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие» Отрывок из книги Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие»

Первая глава детектива писателя Франка Тилье «Лука, или Темное бессмертие»

СНОБ
Открыть в приложении