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

Ставить цели бесполезно: чтобы добиться успеха в делах и бизнесе, сосредоточьтесь на проектах и привычках Ставить цели бесполезно: чтобы добиться успеха в делах и бизнесе, сосредоточьтесь на проектах и привычках

Чем заменить постановку целей?

VC.RU
За что мы любим Ричарда Гира? За что мы любим Ричарда Гира?

Ричард Гир сыграл главную роль в мини-сериале «МатьОтецСын»

Cosmopolitan
Ферментация как есть Ферментация как есть

О разнице между брожением и ферментацией с научной точки зрения

Bones
Как успевать все дела в течение дня: подробный гид по повышению продуктивности Как успевать все дела в течение дня: подробный гид по повышению продуктивности

У нас не так много времени, поэтому давай разберемся в основах тайм-менеджмента.

Playboy
Восточные тонкости Восточные тонкости

Пастилья с бараниной и вишней — встреча двух старинных друзей

Огонёк
Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида

Чем отличаются друг от друга эти маленькие зверьки из Австралии?

N+1
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 советов для интенсивного и яркого оргазма 10 советов для интенсивного и яркого оргазма

Оргазм кажется нам обязательным завершением любого сексуального акта

Psychologies
Попытка взлома: почему заговорили о смерти программ МВА? Попытка взлома: почему заговорили о смерти программ МВА?

Бизнес-образование не может быть одновременно дешевым, быстрым и качественным

Forbes
Парный выход Парный выход

Как российские селебрити проводят время со своими детьми

Grazia
Time (США): десять лучших штуковин десятилетия Time (США): десять лучших штуковин десятилетия

Cписок важнейших устройств, вошедших в нашу жизнь за прошедшее десятилетие

ИноСМИ
8 самых популярных заблуждений о мозге 8 самых популярных заблуждений о мозге

Эта инструкция должна прилагаться к каждому мозгу!

Maxim
Мартину Шину - 80! Мартину Шину - 80!

Чем знаменит Мартин Шин?

Cosmopolitan
Что делать, когда все бесят и не правы? Что делать, когда все бесят и не правы?

Что делать с несовершенством мира?

Psychologies
Иллюстратор Светлана Муллари — о работе над дудлом Google, посвященным советскому режиссеру, автору Иллюстратор Светлана Муллари — о работе над дудлом Google, посвященным советскому режиссеру, автору

О Татьяне Лиозновой — важном режиссере для истории кинематографа XX века

Esquire
Секс-коучинг: спасательный круг или опасные рифы? Секс-коучинг: спасательный круг или опасные рифы?

Что такое суррогатный секс-партнер и для чего он нужен

Psychologies
Как правильно выпрыгнуть из машины, корабля и самолета Как правильно выпрыгнуть из машины, корабля и самолета

Иногда требуется срочно покинуть транспортное средство, когда оно еще движется

Maxim
Виртуальная нереальность Виртуальная нереальность

Все оттенки VR-индустрии

Популярная механика
Завоевание вместо мудрости Завоевание вместо мудрости

Святая София в роли 3272-й мечети Стамбула: прецеденты, символы и пророчества

Огонёк
Доктор Смерть: британский врач, убивший несколько сотен пациентов Доктор Смерть: британский врач, убивший несколько сотен пациентов

Гарольд Шипман, убивший несколько сотен пациентов, обвел всех вокруг пальца

Cosmopolitan
Еще 12 самых знаменитых пари в истории Еще 12 самых знаменитых пари в истории

Самые удивительные споры в истории

Maxim
Гороскоп совместимости: какая сумка подходит тебе по знаку зодиака? Гороскоп совместимости: какая сумка подходит тебе по знаку зодиака?

Выбрать сумку мечты в огромном разнообразии моделей очень сложно

Cosmopolitan
Олег Нестеров. Как в последний раз Олег Нестеров. Как в последний раз

Интервью с Олегом Нестеровым

Караван историй
Вред от сокращения площади австралийских морских лугов приравняли к выбросам пяти миллионов автомобилей Вред от сокращения площади австралийских морских лугов приравняли к выбросам пяти миллионов автомобилей

Исчезновение морских лугов в Австралии привело к выбросам углекислого газа

N+1
Вышла из тени Вышла из тени

Почему актриса Дакота Джонсон спокойно относится к популярности

Grazia
Равноправие и уважение: почему многие девушки стремятся выйти за иностранца Равноправие и уважение: почему многие девушки стремятся выйти за иностранца

Чего же мы ищем в браке с мужчиной другой ментальности?

Cosmopolitan
Как шведский бренд CMMN SWDN изменил представление о скандинавской моде Как шведский бренд CMMN SWDN изменил представление о скандинавской моде

Вспоминаем историю Эммы Хедлунд и Саифа Бакира

GQ
«Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид «Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид

Отличный способ выглядеть свежо – скорректировать овал лица с помощью прически

Cosmopolitan
Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды Европейские перелетные птицы скорректировали сроки миграции из-за погоды

Сроки миграции птиц зависят от погодных условий в местах их отдыха

N+1
Мыльная филология Мыльная филология

Татьяна Алешичева о втором сезоне «Моей гениальной подруги»

Weekend
Открыть в приложении