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

Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Беру, не глядя: как  фейсбук-группа «Шар и крест» уронила рынок и спасла художников в карантине Беру, не глядя: как  фейсбук-группа «Шар и крест» уронила рынок и спасла художников в карантине

Почему искусство стоит так дешево, и почему это так хорошо

Forbes
MeToo по-русски: в твиттере начали делиться историями о домогательствах и насилии. Герои этих историй — работники российских медиа MeToo по-русски: в твиттере начали делиться историями о домогательствах и насилии. Герои этих историй — работники российских медиа

Пользовательницы российского твиттера начали делиться историями о насилии

Esquire
Что нужно знать об экземе: откуда берется, как проявляется и как лечить Что нужно знать об экземе: откуда берется, как проявляется и как лечить

Разбираемся, какие симптомы экземы опасны и как их лечить

РБК
Почему Дэвид Бекхэм так любит часы Tudor? Почему Дэвид Бекхэм так любит часы Tudor?

Ищем истоки часовой дружбы между Дэвидом Бекхэм и брендом Tudor

GQ
Нежелезный человек: какие продукты и хитрости помогут избежать анемии Нежелезный человек: какие продукты и хитрости помогут избежать анемии

Чем питаться и как готовить пищу, чтобы не допускать нехватки железа

Psychologies
Лекарства с морского дна: зачем внук Капитана Кусто строит «подводную МКС» за $135 млн Лекарства с морского дна: зачем внук Капитана Кусто строит «подводную МКС» за $135 млн

Внук знаменитого океанографа Жака-Ива Кусто решил продолжить семейное дело

Forbes
Вызов времени: как искусственный интеллект помогает бороться с дискриминацией Вызов времени: как искусственный интеллект помогает бороться с дискриминацией

Что нужно сделать, чтобы ИИ дал женщинам новые карьерные перспективы

Forbes
Почему мужчины теряют к нам интерес: 5 признаний Почему мужчины теряют к нам интерес: 5 признаний

Он стал холоден, реже пишет и не звонит?

Psychologies
Правда ли, что ругань уменьшает боль: неожиданная польза мата Правда ли, что ругань уменьшает боль: неожиданная польза мата

Почему крепкое словцо иногда может быть лучше таблетки ибупрофена

Популярная механика
Что читать на выходных: рассказ «Нефть» Данила Леховицера — о том, как нас сжирает то, что мы любим Что читать на выходных: рассказ «Нефть» Данила Леховицера — о том, как нас сжирает то, что мы любим

Читайте рассказ постоянного автора Esquire Данила Леховицера

Esquire
«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
Рыжих лисиц и песцов уличили в поедании человеческих объедков в среднем палеолите Рыжих лисиц и песцов уличили в поедании человеческих объедков в среднем палеолите

42 тысячи лет назад рыжие лисы и песцы кормились остатками человеческой добычи

N+1
Самый короткий путь на Килиманджаро, лучший рассвет в саванне и ночь на дне моря: 7 причин поехать в Танзанию Самый короткий путь на Килиманджаро, лучший рассвет в саванне и ночь на дне моря: 7 причин поехать в Танзанию

Что можно успеть сделать в Танзании этим летом

Forbes
Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям

Почему дети богатых родителей редко участвуют в управлении семейным делом

Forbes
Почему женщина не хочет детей, и что делать мужчине? Основные причины и советы Почему женщина не хочет детей, и что делать мужчине? Основные причины и советы

Что делать, если девушка не хочет детей, а ты всегда мечтал о ребенке?

Playboy
Отрывок их книги Дмитрия Бавильского «Красная точка» Отрывок их книги Дмитрия Бавильского «Красная точка»

Первые главы романа Дмитрия Бавильского «Красная точка»

СНОБ
Личная жизнь участниц Comedy Woman: с кем встречаются Варнава, Сысоева и другие Личная жизнь участниц Comedy Woman: с кем встречаются Варнава, Сысоева и другие

Что происходит в личной жизни у звезд юмористического шоу Comedy Woman?

Cosmopolitan
Чтение выходного дня: фрагмент романа Джонатана Коу «Дом сна» Чтение выходного дня: фрагмент романа Джонатана Коу «Дом сна»

Переиздание романа Джонатана Коу «Дом сна» в переводе Игоря Алюкова

Esquire
Краткий гид GQ по Сочи Краткий гид GQ по Сочи

Если вы не летите в Танзанию в августе, увидимся в Сочи

GQ
MAXIM рецензирует «#яздесь» — кулинарно-романтическую комедию по-французски MAXIM рецензирует «#яздесь» — кулинарно-романтическую комедию по-французски

Пища для ума, для живота и для бабочек в животе

Maxim
5 укусов насекомых, которые нельзя игнорировать (могут возникнуть осложнения) 5 укусов насекомых, которые нельзя игнорировать (могут возникнуть осложнения)

Будь начеку с этими насекомыми!

Playboy
Как убрать брыли на лице и сохранить овал без уколов и подтяжки Как убрать брыли на лице и сохранить овал без уколов и подтяжки

Что такое брыли и как с ними бороться?

Cosmopolitan
Как происходит кредитование за рубежом Как происходит кредитование за рубежом

Как получить кредит за рубежом и какие сложности подстерегают будущего заемщика?

СНОБ
Электрическая паутина справилась с задачами настоящей Электрическая паутина справилась с задачами настоящей

Инженеры изготовили паутину, которая воспроизводит функции ловчей сети паука

N+1
15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик 15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик

Какое кино снимают бывшие республики СССР и как у них это получается

Maxim
8 легенд Дикого Запада: от Бедовой Джейн до Буффало Билла 8 легенд Дикого Запада: от Бедовой Джейн до Буффало Билла

История Дикого Запада невероятно увлекательна. Это было время авантюристов

РБК
Пять советов родителям подростков Пять советов родителям подростков

Как научить ребенка общаться?

Лиза
Миссия подводного робота Миссия подводного робота

Беспилотник опускается на дно Марианской впадины

Популярная механика
Грибной щит защитит космонавтов от радиации Грибной щит защитит космонавтов от радиации

Слой грибов может значительно снизить поток космического излучения

N+1
Открыть в приложении