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

Позиционное преимущество Позиционное преимущество

Что женщины на самом деле думают о самых популярных сексуальных позах

Maxim
Артист широкого профиля Артист широкого профиля

Кирилл Петров — о сольных проектах, театре, поэзии и о своем главном слушателе

OK!
LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году

Открытия этого года подтверждают старые «прозрения» о мозге от философов

ИноСМИ
История Уно Тие: как японская писательница основала самый успешный журнал мод и дала отпор патриархату История Уно Тие: как японская писательница основала самый успешный журнал мод и дала отпор патриархату

Писательница и законодательница мод Уно Тие — одна из самых ярких женщин XX века

Forbes
Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия

Что приводит к эндотелиальной дисфункции сосудов?

N+1
5 животных с самыми необычными зубами 5 животных с самыми необычными зубами

Эволюция изменила количество зубов (или лишила их вовсе) у того или иного вида

Популярная механика
«Лиза захотела новый дом»: Илья Авербух строит особняк для Арзамасовой «Лиза захотела новый дом»: Илья Авербух строит особняк для Арзамасовой

Илья Авербух готовит семейное гнездо для Лизы Арзамасовой

Cosmopolitan
Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят

Канье Уэст — неординарный человек, привыкший удивлять

Cosmopolitan
Домашняя магия Домашняя магия

7 способов сделать из маленькой квартиры большую

Лиза
Избавься от них! 10 вещей, из-за которых ты выглядишь несовременно Избавься от них! 10 вещей, из-за которых ты выглядишь несовременно

10 вещей, которые давно уже стали признаком дурного вкуса

Cosmopolitan
12 ситуаций, которые почему-то постоянно случаются в кино, но никогда — в реальной жизни 12 ситуаций, которые почему-то постоянно случаются в кино, но никогда — в реальной жизни

Эх, если бы так случалось на самом деле...

Playboy
Рассказ служанки Рассказ служанки

Новые правила общения с водителем и горничной

Tatler
Как снимали фильм «Неуловимые мстители» Как снимали фильм «Неуловимые мстители»

Фильм «Неуловимые мстители» стал одним из первых вестернов в СССР

Культура.РФ
Море дома Море дома

Как выглядеть отдохнувшей и загорелой без отпуска на побережье?

Лиза
Суперземли породнили с субнептунами Суперземли породнили с субнептунами

Суперземли и субнептуны могут принадлежать к одному семейству планет

N+1
5 настолок по мотивам популярных видеоигр 5 настолок по мотивам популярных видеоигр

Предлагаем столкнуться с противником лицом к лицу с помощью настольных игр

CHIP
Палеонтологи уточнили устройство первых зубов Палеонтологи уточнили устройство первых зубов

Изначально зубы у костных рыб образовывались по краям челюстей

N+1
«Это абсолютно бессовестное, эгоистическое «потребительство». Как меценат Владимир Смирнов по любви собрал коллекцию для Третьяковки «Это абсолютно бессовестное, эгоистическое «потребительство». Как меценат Владимир Смирнов по любви собрал коллекцию для Третьяковки

Как за несколько лет собрать такую коллекцию, чтобы за ней охотилась Третьяковка

Forbes
10 отличных боевиков с единоборствами, которые ты мог пропустить 10 отличных боевиков с единоборствами, которые ты мог пропустить

Непризнанные жанры карата-кунг-фу фильмов

Maxim
10 чувственных фильмов и сериалов, которые дадут фору любому кино для взрослых 10 чувственных фильмов и сериалов, которые дадут фору любому кино для взрослых

Нас ведь возбуждает не порно, а химия, вспыхнувшая между людьми

Cosmopolitan
Как Прага стала главным городом для «шпионских игр» Как Прага стала главным городом для «шпионских игр»

Почему Чехия не такое уж удивительное место для шпионских игр

СНОБ
Безопасный фритюр Безопасный фритюр

Насколько страшен фритюр и откуда взялось предубеждение к блюдам во фритюре?

Bones
Цой жив Цой жив

Виктор Цой погиб в автокатастрофе в Юрмале 15 августа 1990 года

Esquire
Отрывок из книги Дениса Миллера «Кодекс Арафской дуэли» Отрывок из книги Дениса Миллера «Кодекс Арафской дуэли»

Первая глава нового фэнтезийного романа для подростков Дениса Миллера

СНОБ
Атомный танк и еще 8 ядерных версий привычных вещей Атомный танк и еще 8 ядерных версий привычных вещей

На заре атомной энергии ученые верили, что, куда ее ни добавь, будет лучше

Maxim
1001 способ рассказать партнеру о своих сексуальных фантазиях 1001 способ рассказать партнеру о своих сексуальных фантазиях

Нужно ли делиться с партнером самым сокровенным?

Psychologies
Неприкосновенный запас Неприкосновенный запас

Полная ревизия на случай повторения неприятной ситуации

GQ
Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов

Даже в королевских семьях встречаются «черные овцы»

Cosmopolitan
Женская экспертиза. Как зарабатывать 100 тысяч рублей в час, давая советы Женская экспертиза. Как зарабатывать 100 тысяч рублей в час, давая советы

Насколько востребованы консультанты по перепрофилированию бизнеса?

Forbes
Плюсы и минусы поддержки IT отрасли Плюсы и минусы поддержки IT отрасли

Правительство РФ утвердило беспрецедентные меры для поддержки IT-сферы

СНОБ
Открыть в приложении