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

Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг

Что такое майнд-фитнес и почему прокачивать мозг полезно

РБК
Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата

Действительно ли человечество вымрет по собственной вине?

ИноСМИ
Сериал «Защищая Джейкоба»: сначала вам будет очень скучно, но вскоре вы будете орать от ужаса и восторга одновременно Сериал «Защищая Джейкоба»: сначала вам будет очень скучно, но вскоре вы будете орать от ужаса и восторга одновременно

«Защищая Джейкоба» — нудная семейная драма или что-то большее?

GQ
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
Секс и наука: все главные факты об удовольствии Секс и наука: все главные факты об удовольствии

5 фактов о сексе, которые с научной точки зрения объясняют, почему он так хорош

Популярная механика
От «Мулан» до «Доктора Лизы»: 10 фильмов о женщинах, на которые стоит идти после открытия кинотеатров От «Мулан» до «Доктора Лизы»: 10 фильмов о женщинах, на которые стоит идти после открытия кинотеатров

10 кино-новинок с сильными и яркими героинями, которые заслуживают внимания

Forbes
Прекрасное далеко: что дадут ракеты на ядерном топливе Прекрасное далеко: что дадут ракеты на ядерном топливе

Работа над ракетами следующего поколения уже началась

Популярная механика
Горизонт планирования Горизонт планирования

Новый дом в Сиднее с видами на океан

AD
Воздушные знаки: всё, что тебе надо знать о Близнецах, Весах и Водолеях Воздушные знаки: всё, что тебе надо знать о Близнецах, Весах и Водолеях

В чем сильные и слабые стороны воздушных знаков?

Cosmopolitan
Как мы обманываем себя, пытаясь быть эффективными Как мы обманываем себя, пытаясь быть эффективными

Отрывок из издания для топ-менеджеров «Настольная книга лидера»

Forbes
Правозащитники выпустили доклад об ухудшении ситуации с домашним насилием в России Правозащитники выпустили доклад об ухудшении ситуации с домашним насилием в России

Статистика обращений за помощью жертв насилия во время пандемии

Forbes
Кровный враг: почему укус комара так чешется Кровный враг: почему укус комара так чешется

Ох уж этот протяжный раздражающий писк над ухом

Популярная механика
Человеческая слизь: зачем мы едим собственные сопли Человеческая слизь: зачем мы едим собственные сопли

Некоторые ученые предлагают даже... есть сопли, чтобы лучше себя чувствовать

Популярная механика
Кто сказал, что у мужчин нет домашних обязанностей? Кто сказал, что у мужчин нет домашних обязанностей?

Как справедливо разделить домашние обязанности?

GQ
Как выковать дракона Как выковать дракона

«Ратоборцы» реконструируют средневековую пушку

Популярная механика
На природу с комфортом: что такое глэмпинг и почему это идеальный вид отдыха в 2020 году На природу с комфортом: что такое глэмпинг и почему это идеальный вид отдыха в 2020 году

Отдых на природе в комфортных условиях

Esquire
Мужская марка, за которой стоит следить: идеальная база и добротный минимализм российской марки Tryyt Мужская марка, за которой стоит следить: идеальная база и добротный минимализм российской марки Tryyt

Интервью с сооснователем марки Tryyt Максимом Трутом

Esquire
Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят

Канье Уэст — неординарный человек, привыкший удивлять

Cosmopolitan
Электрическая паутина справилась с задачами настоящей Электрическая паутина справилась с задачами настоящей

Инженеры изготовили паутину, которая воспроизводит функции ловчей сети паука

N+1
Миротворец-империалист Миротворец-империалист

Весь период правления Никита Сергеевич отчаянно боролся за мир

Дилетант
Эволюция телевизоров СССР на примере марки «Рубин» Эволюция телевизоров СССР на примере марки «Рубин»

«Рубин» — самая новаторская из марок советского телеаппарата

Maxim
10 типов мужчин, которые отпугивают девушек на первом свидании 10 типов мужчин, которые отпугивают девушек на первом свидании

Многие мужчины слепы и в упор не видят свои недостатки

Maxim
Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности

Обычный рейс Нью-Йорк — Майами. Ничего не предвещало беды

Cosmopolitan
10 чувственных фильмов и сериалов, которые дадут фору любому кино для взрослых 10 чувственных фильмов и сериалов, которые дадут фору любому кино для взрослых

Нас ведь возбуждает не порно, а химия, вспыхнувшая между людьми

Cosmopolitan
Дети — это слишком? Дети — это слишком?

Что делать, если твой мужчина категорически не хочет детей

Лиза
Не могу сказать «прощаю» Не могу сказать «прощаю»

Почему так трудно отпустить прошлые обиды и все забыть

Лиза
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
«Не рыба, но удочка»: как живут дети миллиардеров, которым не досталось состояние родителей «Не рыба, но удочка»: как живут дети миллиардеров, которым не досталось состояние родителей

Как зарабатывают наследники Хилтона, Баффета и других громких фамилий

Forbes
В плейлист: Илья Лагутенко выбрал 10 лучших песен для долгой прогулки В плейлист: Илья Лагутенко выбрал 10 лучших песен для долгой прогулки

Илья Лагутенко составил плейлист из идеальных песен для долгой прогулки

Forbes
Открыть в приложении