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

Гуттаперчевый мальчик Гуттаперчевый мальчик

Главный комик страны Александр Гудков высмеивает легендарные обложки Esquire

Esquire
Ты тоже от них фанатела! Культовые женские трио в кино — как сложились их судьбы Ты тоже от них фанатела! Культовые женские трио в кино — как сложились их судьбы

Эти звездные девушки доказывают, что дружба втроем существует

Cosmopolitan
От «Красотки» до «Титаника»: 8 альтернативных концовок От «Красотки» до «Титаника»: 8 альтернативных концовок

В процессе съемки фильма многое может измениться, даже финал

РБК
Как движение #MeToo трансформируется в российских реалиях Как движение #MeToo трансформируется в российских реалиях

Почему в России харассмент и абьюз не считаются серьезной проблемой

РБК
Scientific American (США): космический полет, устремленный к звездам — и растянутый на несколько поколений Scientific American (США): космический полет, устремленный к звездам — и растянутый на несколько поколений

Этот проект может стать нашим первым целенаправленным шагом из Солнечной системы

ИноСМИ
Ошибка ГИБДД: водителя лишили прав за чужое нарушение Ошибка ГИБДД: водителя лишили прав за чужое нарушение

Как можно лишить прав заочно?

РБК
7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег 7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег

Что делать, если бегать вы не любите или не хотите?

РБК
Чистим кондиционер своими руками: практические советы Чистим кондиционер своими руками: практические советы

Чистка кондиционера - обязательная и не такая уж сложная процедура

CHIP
«Строя карьеру, вы должны защищать себя»: как добиться повышения по работе и не испортить отношения с начальством «Строя карьеру, вы должны защищать себя»: как добиться повышения по работе и не испортить отношения с начальством

Как правильно выстроить диалог с боссом, чтобы получить повышение

Forbes
Секреты Лос-Анджелеса: Сара Хайланд Секреты Лос-Анджелеса: Сара Хайланд

Актриса Сара Хайланд учится любить себя и благодарить судьбу

Cosmopolitan
Антиутопия общих мест Антиутопия общих мест

Татьяна Алешичева о «Дивном новом мире»

Weekend
Какого цвета закат на других планетах Какого цвета закат на других планетах

От чего зависит цвет заката на других небесных телах Солнечной системы?

Популярная механика
Мы с Шерлоком Холмсом Мы с Шерлоком Холмсом

Его голос и гордый профиль мы узнаем из тысяч!

Лиза
Как Йозеф Менгеле — «Ангел смерти из Освенцима», ставивший эксперименты над людьми — избежал наказания (отрывок из книги) Как Йозеф Менгеле — «Ангел смерти из Освенцима», ставивший эксперименты над людьми — избежал наказания (отрывок из книги)

Сын Менгеле, нашедший его в Бразилии, задает ему страшные вопросы

Esquire
Место на карте: Байкал Место на карте: Байкал

Знакомимся с историей легендарных природных памятников России

Культура.РФ
Как продлить жизнь любимым вещам: 26 простых лайфхаков Как продлить жизнь любимым вещам: 26 простых лайфхаков

Учимся бережнее относиться к вещам

Cosmopolitan
Боль в крестце: почему возникает и как от нее избавиться Боль в крестце: почему возникает и как от нее избавиться

Крестец — что это за «заколдованное» место и почему здесь образуются грыжи

Psychologies
Вместо некролога: Конституция России 1993-2020 Вместо некролога: Конституция России 1993-2020

Краткие, но яркие итоги жизни «ельцинская» конституции 1993 года

Forbes
Потепление заставит белых медведей дольше голодать Потепление заставит белых медведей дольше голодать

Глобальное изменение климата особенно сказывается на Арктике и её обитателях

N+1
Как продвинуть свой инстаграм и заработать на нем в 2020 году: гид инфлюенсера Как продвинуть свой инстаграм и заработать на нем в 2020 году: гид инфлюенсера

Сейчас расскажем, как стать настоящей селебой и увеличить свои доходы

Playboy
Amazon изучала проекты под предлогом инвестиций и запускала похожие: стартапы обвинили компанию в копировании технологий Amazon изучала проекты под предлогом инвестиций и запускала похожие: стартапы обвинили компанию в копировании технологий

Как Amazon забирает себе чужие технологии

VC.RU
Пора начать путешествовать по России Пора начать путешествовать по России

Как провести отпуск, не выезжая за границу?

GQ
Мне все равно, где писать Мне все равно, где писать

Интервью с писателем Борисом Акуниным

СНОБ
Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт

Райт построил по своим проектам сотни домов, но город мечты так и не воплотил

VC.RU
Правила жизни Вуди Харрельсона Правила жизни Вуди Харрельсона

Актер, Техас, США, 59 лет

Esquire
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
Психологическое насилие: спасать отношения или себя? Психологическое насилие: спасать отношения или себя?

Абьюз: кто виноват и что делать

Psychologies
Wok’n’Roll Wok’n’Roll

Почему в России набирает популярность паназиатская кухня?

Bones
13 странных вещей, которые любят женщины 13 странных вещей, которые любят женщины

Этот материал поможет тебе немного лучше понять женщин

Maxim
Великая стройка. Удастся ли Путину не упустить «исторический шанс» Великая стройка. Удастся ли Путину не упустить «исторический шанс»

Владимиру Путину выпал шанс — окончательно решить жилищный вопрос в России

СНОБ
Открыть в приложении