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

Rolls-Royce Николая II за 280 миллионов и еще четыре редкие машины, которые продаются прямо сейчас Rolls-Royce Николая II за 280 миллионов и еще четыре редкие машины, которые продаются прямо сейчас

Если купишь одну из них, напиши нам — мы будем завидовать

Maxim
Безопасный фритюр Безопасный фритюр

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

Bones
Когнитивный диссонанс Кремля: чем хабаровский протест опасен для власти Когнитивный диссонанс Кремля: чем хабаровский протест опасен для власти

Чтобы справится с хабаровским протестом, Кремлю придется переступать через себя

Forbes
Горизонт планирования Горизонт планирования

Новый дом в Сиднее с видами на океан

AD
Стелла Аминова: «Я очень деятельная и не могу сидеть на одном месте!» Стелла Аминова: «Я очень деятельная и не могу сидеть на одном месте!»

Бизнесвумен, мама шестерых детей Стелла Аминова о продуктивности на самоизоляции

Grazia
Правила жизни Хантера С. Томпсона Правила жизни Хантера С. Томпсона

Правила жизни самого неординарного журналиста Хантера С. Томпсона

Esquire

Этим золотым мальчикам досталось сразу несколько бонусов

Cosmopolitan
Пройти по головам Пройти по головам

Британский шляпник Стивен Джонс предрекает нам ренессанс модных головных уборов

Vogue
От крабов до папоротника: что есть и как проводить время на Сахалине От крабов до папоротника: что есть и как проводить время на Сахалине

Сахалин – одно из любопытнейших мест нашей родины

GQ
Помнить о будущем: как устроена память и зачем наш мозг строит планы Помнить о будущем: как устроена память и зачем наш мозг строит планы

Отрывок из книги «Это мой конек: Наука запоминания и забывания»

РБК
Как администрация Путина сделала из Сергея Фургала русского Джорджа Флойда Как администрация Путина сделала из Сергея Фургала русского Джорджа Флойда

Российское общество меняется, а власть не знает, что с этим делать

СНОБ
«Тьма» — сериал-феномен Netflix, который ошибочно сравнивают с «Очень странными делами». Рассказываем, почему он заслуживает внимания «Тьма» — сериал-феномен Netflix, который ошибочно сравнивают с «Очень странными делами». Рассказываем, почему он заслуживает внимания

Почему «Тьма» — это самое сложное и лучшее шоу на Netflix?

Esquire
Миротворец-империалист Миротворец-империалист

Весь период правления Никита Сергеевич отчаянно боролся за мир

Дилетант
Со школьной скамьи: звезды, которые учились вместе – какими они были в те годы Со школьной скамьи: звезды, которые учились вместе – какими они были в те годы

Cвязь семерых знаменитостей до популярности, о которой вы не знали

Cosmopolitan
«Я была вице-президентом, но на переговорах меня принимали за секретаря». Основательницы IT-стартапов — о том, как избежать дискриминации «Я была вице-президентом, но на переговорах меня принимали за секретаря». Основательницы IT-стартапов — о том, как избежать дискриминации

Существует ли гендерная дискриминация в IT-отрасли

Forbes
Porsche 914: спорткар для бедных, или подстава от Volkswagen Porsche 914: спорткар для бедных, или подстава от Volkswagen

Единичный чудаковатый концепт кооперации Porshe и Volkswagen

Популярная механика
Кальций: в каких продуктах содержится и как определить дневную норму Кальций: в каких продуктах содержится и как определить дневную норму

Зачем нам нужен кальций в организме и как поддерживать его норму

РБК
Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях? Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях?

В чем может быть причина головной боли, что делать и когда бежать к врачу?

Cosmopolitan
Как ухаживать за кроссовками: 10 секретов, которые изменят твою жизнь Как ухаживать за кроссовками: 10 секретов, которые изменят твою жизнь

Как максимально «продлить жизнь» любимой паре сникеров?

Cosmopolitan
Фотожурналист Сергей Пономарев — о пустой Москве, сторителлинге и войне Фотожурналист Сергей Пономарев — о пустой Москве, сторителлинге и войне

Сергей Пономарев о работе в зоне военных действий, амбициях и возможностях

РБК
«Это как кошек пасти». Ведущий телепередачи «Разрушители легенд» Джейми Хайнеман о работе с творческими людьми «Это как кошек пасти». Ведущий телепередачи «Разрушители легенд» Джейми Хайнеман о работе с творческими людьми

Как работать с творческими людьми и почему нужно изучать то, что не нравится

Forbes
Носочки для педикюра - спасение или опасная процедура? Мнение экспертов Носочки для педикюра - спасение или опасная процедура? Мнение экспертов

Безопасны ли азиатские носочки для педикюра

Cosmopolitan
Завоевание вместо мудрости Завоевание вместо мудрости

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

Огонёк
Как убитый: 6 неожиданных фактов о человеческом сне Как убитый: 6 неожиданных фактов о человеческом сне

Что вы знаете о сне как таковом?

Популярная механика
«Я хотел изобразить состояние смерти»: художник Чжан Хуань — о серии работ Love, мире после пандемии и искусстве будущего «Я хотел изобразить состояние смерти»: художник Чжан Хуань — о серии работ Love, мире после пандемии и искусстве будущего

В своих работах Чжан Хуань поднимает темы религии, семьи, политики

Esquire
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
Славы много, денег мало: почему авторы видео в TikTok переходят на другие платформы Славы много, денег мало: почему авторы видео в TikTok переходят на другие платформы

У TikTok нет системы монетизации, бренды не понимают, как на ней продвигаться

VC.RU
Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек

Самые шокирующие истории знаменитостей, о которых они не побоялись рассказать

Cosmopolitan
Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица

Как простой автомобилист может быть оштрафован на сотни тысяч рублей?

РБК
Сладко-соленое: как и почему мы различаем вкусы Сладко-соленое: как и почему мы различаем вкусы

Как устроен механизм распознавания вкусов и можно ли его обмануть?

Популярная механика
Открыть в приложении