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

Зачем мы отправляем друг другу откровенные фото Зачем мы отправляем друг другу откровенные фото

Что побуждает заниматься этим женщин и какие мотивы у мужчин?

Psychologies
Павел Когоут Павел Когоут

Статья о чешском писателе, участнике «Пражской весны» Павле Когоуте

Дилетант
Да он не меняется! Любопытные моменты из жизни Киану Ривза Да он не меняется! Любопытные моменты из жизни Киану Ривза

Порой кажется, что Киану Ривз не стареет!

Cosmopolitan
Петли, бочки и много дыма: на что способны пилотажные самолеты Петли, бочки и много дыма: на что способны пилотажные самолеты

Особенности и технические характеристики самолетов, которые участвуют в гонках

Популярная механика
Аман Тулеев: С моих слов записано верно. Отрывок из книги Аман Тулеев: С моих слов записано верно. Отрывок из книги

Отрывок из книги Андрея Ванденко о бывшем главе Кузбасса Амане Тулееве

СНОБ
Животные и математика: до скольки умеют считать колибри Животные и математика: до скольки умеют считать колибри

Какими математическими способностями обладают колибри?

Популярная механика
Кисти для макияжа: какие нужны, виды, уход и как правильно выбрать? Кисти для макияжа: какие нужны, виды, уход и как правильно выбрать?

Всё о кистях для макияжа

Cosmopolitan
Алина Фаркаш знает, как стать идеальной матерью: просто соблюдай эти правила! Алина Фаркаш знает, как стать идеальной матерью: просто соблюдай эти правила!

Любая женщина, решившая родить ребенка, должна прочитать эту статью

Cosmopolitan
Луч надежды: к очередной годовщине нераскрытого убийства главного редактора российского Forbes Пола Хлебникова Луч надежды: к очередной годовщине нераскрытого убийства главного редактора российского Forbes Пола Хлебникова

Попытки узнать правду об убийстве Пола Хлебникова обречены на провал

Forbes
Краткий гид GQ по Екатеринбургу Краткий гид GQ по Екатеринбургу

Город, который называют чуть ли не самым модным и прогрессивным России

GQ
Одна вокруг света: путешествие через горы и помощь индийских мотоциклистов Одна вокруг света: путешествие через горы и помощь индийских мотоциклистов

Индия, Гималаи, высокогорный перевал, Высокое озеро богини

Forbes
Магия Криштиану. Почему Jeep готов платить «Ювентусу» €42 млн в год Магия Криштиану. Почему Jeep готов платить «Ювентусу» €42 млн в год

Как лучший клуб Италии получает от рекламы на футболках более €100 млн

Forbes
Неприступные: старые и новые стратегии привлечения партнера Неприступные: старые и новые стратегии привлечения партнера

Как распознать, что с нами играют, и что такие игры говорят о человеке?

Psychologies
Боль в крестце: почему возникает и как от нее избавиться Боль в крестце: почему возникает и как от нее избавиться

Крестец — что это за «заколдованное» место и почему здесь образуются грыжи

Psychologies
Пока границы с Грузией закрыты – обратите внимание на Владикавказ Пока границы с Грузией закрыты – обратите внимание на Владикавказ

Столица Северной Осетии-Алании – родина мифических нартов

GQ
Снимки растений в открытом космосе: безумное творчество Азумы Макото Снимки растений в открытом космосе: безумное творчество Азумы Макото

Как растительные композиции японского флориста путешествуют по миру

Популярная механика
Астрономы предложили искать «прохладные» экзопланеты двумя телескопами Астрономы предложили искать «прохладные» экзопланеты двумя телескопами

Астрономы предложили новый метод поиска планет с помощью двух телескопов

N+1
Правила жизни Константина Райкина Правила жизни Константина Райкина

Правила жизни режиссера Константина Райкина

Esquire
Виктор Цой. 1984 – 1988 Виктор Цой. 1984 – 1988

«Кино» требует развития, и Цой собирает электрический квартет

Esquire
«Мозг материален» «Мозг материален»

Одна из глав книги «Мозг материален» Аси Казанцевой

N+1
Диагноз по селфи. Как пять российских ученых научили искусственный интеллект оценивать людей по фото Диагноз по селфи. Как пять российских ученых научили искусственный интеллект оценивать людей по фото

Машины научились считывать характер человека по фото и делают это лучше людей

Forbes
Одной крови Одной крови

Искренний репортаж про кровные узы

Seasons of life
«Я боялась встретить Меладзе»: Рита Дакота об ужасном закулисье «Фабрики звезд» «Я боялась встретить Меладзе»: Рита Дакота об ужасном закулисье «Фабрики звезд»

Рита Дакота рассказала, что ей пришлось пережить на проекте «Фабрика звезд – 7»

Cosmopolitan
Как люди били друг друга испокон веков: краткая история насилия Как люди били друг друга испокон веков: краткая история насилия

К каким видам драк прибегали люди, чтобы в культурно выплеснуть свою агрессию

Популярная механика
Как раздеть девушку догола так, чтобы ей понравилось: 12 дельных советов Как раздеть девушку догола так, чтобы ей понравилось: 12 дельных советов

А ты умеешь делать это правильно?

Playboy

Этим золотым мальчикам досталось сразу несколько бонусов

Cosmopolitan
Какие духи дома почитались на Руси? Какие духи дома почитались на Руси?

Славяне-язычники верили, что свое божество есть у каждой реки, леса или луга

Культура.РФ
«Внешне — эльф, внутри — несгибаемый воин»: как 18-летняя Алина Загитова заработала за год больше $1 млн «Внешне — эльф, внутри — несгибаемый воин»: как 18-летняя Алина Загитова заработала за год больше $1 млн

Как 18-летняя фигуристка Алина Загитова монетизирует свою популярность?

Forbes
Исчезающие народы Азии и Африки Исчезающие народы Азии и Африки

Почему ради этих исчезающих народов стоит ехать на край земли

GQ
Как сохранить самоуважение во времена больших перемен Как сохранить самоуважение во времена больших перемен

Как не скатиться к негативному самовосприятию во время жизненного кризиса?

Psychologies
Открыть в приложении