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

6 шагов к развитию эмоционального интеллекта 6 шагов к развитию эмоционального интеллекта

Как научиться понимать других – и как сделать так, чтобы они лучше понимали нас

Psychologies
Северная ривьера Северная ривьера

Отдых на Балтийском берегу

Лиза
От забавы аристократов до киберсерьезности: как изменились автогонки за последний век От забавы аристократов до киберсерьезности: как изменились автогонки за последний век

Ровно 126 лет назад человечество придумало автоспорт

Forbes
«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
Играют все! Играют все!

Время устроить семейный турнир по настольным играм. Выбирай на свой вкус

Лиза
Хемосинтезирующие бактерии окислили марганец Хемосинтезирующие бактерии окислили марганец

Существование таких бактерий предположили сто лет назад, но нашли их случайно

N+1
Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о Болезнь Рэдклифа, проблемы с законом и другие шокирующие факты о

Собрали самые интересные факты о поттериане

Cosmopolitan
Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию Диета для набора мышечной массы мужчинам: готовое меню и советы по питанию

Как добиться заветных рельефов?

Playboy
5 вымышленных животных, оказавшихся настоящими: от мифа к науке 5 вымышленных животных, оказавшихся настоящими: от мифа к науке

Некоторые существа, населяющие нашу планету, выглядят слишком фантастически

Популярная механика
Почему тебе не дарят подарки? Алина Фаркаш о возможных причинах Почему тебе не дарят подарки? Алина Фаркаш о возможных причинах

Почему все женщины делятся на тех, кому покупают подарки, и тех, кому нет?

Cosmopolitan
«Кусачее» солнышко «Кусачее» солнышко

У маленьких аллергиков летом часто возникает фотодерматоз

Лиза
Топ-10 любопытных фактов об одном из лучших драматических сериалов «Это мы» Топ-10 любопытных фактов об одном из лучших драматических сериалов «Это мы»

«Это мы» — одна из самых сильных драматических историй

Playboy
Российские разработчики испытали беспилотный циклолет Российские разработчики испытали беспилотный циклолет

Проведены испытания беспилотного летательного аппарата

N+1
Культура на кухне Культура на кухне

Антон Ковальков – о своем подходе к работе на кухне

Bones
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
Какое лето без малины Какое лето без малины

Мы ценим вкус малины и ее необыкновенные целебные свойства

Лиза
Два маркиза Два маркиза

Медальон с портретами офицера и его брата в весьма фривольном виде

Дилетант
Суперъяхты из «старых калош»: лодки богатейших людей мира, переделанные из военных кораблей и гражданских судов Суперъяхты из «старых калош»: лодки богатейших людей мира, переделанные из военных кораблей и гражданских судов

Зачем миллиардеры тратят деньги на перестройку старых лодок

Forbes
Правила жизни Хелен Миррен Правила жизни Хелен Миррен

Хелен Миррен: «Все актеры — жулики и бродяги»

Esquire
«Сейчас нет героев» «Сейчас нет героев»

Актриса Ангелина Стречина о субличностях и об отношениях с родителями

OK!
Как бывший финансист из Лондона заработал 1,5 млрд рублей на сносе зданий в России Как бывший финансист из Лондона заработал 1,5 млрд рублей на сносе зданий в России

Как «Крашмаш» закрепился на рынке демонтажа

Forbes
Для чего Александру Лукашенко задерживать «вагнеровцев» Для чего Александру Лукашенко задерживать «вагнеровцев»

Александр Лукашенко и борьба за президентское кресло

СНОБ
Мудборд: фильмы Вонга Карвая как колористическое вдохновение для гардероба Мудборд: фильмы Вонга Карвая как колористическое вдохновение для гардероба

Киноязык гонконгского режиссера Вонга Карвая узнается на раз

Esquire
«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
Не могу сказать «прощаю» Не могу сказать «прощаю»

Почему так трудно отпустить прошлые обиды и все забыть

Лиза
Самые красивые свадебные платья: выбираем стиль, фасон и цвет Самые красивые свадебные платья: выбираем стиль, фасон и цвет

Рассказываем про самые красивые свадебные платья, варианты пошива, стиля, цвета

Cosmopolitan
Благостный активизм Благостный активизм

Ксения Рождественская о фильме «Мисс Плохое поведение»

Weekend
Один из важнейших городов майя погубило отравление питьевой воды Один из важнейших городов майя погубило отравление питьевой воды

Почему майя покинули город Тикаль на севере Гватемалы?

N+1
Отрывок их книги Дмитрия Бавильского «Красная точка» Отрывок их книги Дмитрия Бавильского «Красная точка»

Первые главы романа Дмитрия Бавильского «Красная точка»

СНОБ
Неупорядоченный нанослой обеспечил сплаву со сверхрешеточной структурой ковкость и термостойкость Неупорядоченный нанослой обеспечил сплаву со сверхрешеточной структурой ковкость и термостойкость

Китайские ученые создали сплав со сверхрешеточной структурой

N+1
Открыть в приложении