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

Мороз и засуха едины Мороз и засуха едины

Голод с большим количеством смертей в Европейской России 1891 года

Дилетант
В нищете и в обиде В нищете и в обиде

7 звезд, которые, несмотря на непростое детство, смогли стать знаменитыми

Лиза
6 простых способов улучшить твой финиш (так будет гораздо приятнее) 6 простых способов улучшить твой финиш (так будет гораздо приятнее)

Выведи ощущения на новый уровень.

Playboy
«Опытным путем. Эксперименты, изменившие мир» «Опытным путем. Эксперименты, изменившие мир»

Эксперименты проводят не только физики, химики или биологи

N+1
Кровавая госпожа: изощренные пытки помещицы Салтычихи Кровавая госпожа: изощренные пытки помещицы Салтычихи

Неужели эта хрупкая барышня в прямом смысле слова пролила реки крови?

Cosmopolitan
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
5 неожиданных фактов об Арнольде Шварценеггере 5 неожиданных фактов об Арнольде Шварценеггере

Арнольд Шварценеггер не перестает удивлять

Maxim
Дом престарелых как бизнес-проект: как заработать на уходе за пожилыми с помощью государства Дом престарелых как бизнес-проект: как заработать на уходе за пожилыми с помощью государства

Построить успешный бизнес на частных пансионатах для пожилых людей непросто

Forbes
«Америка не была готова к азиатскому герою»: вышел документальный фильм о Брюсе Ли «Будь водой». Правила жизни поговорил с его дочерью Шеннон Ли и режиссером ленты «Америка не была готова к азиатскому герою»: вышел документальный фильм о Брюсе Ли «Будь водой». Правила жизни поговорил с его дочерью Шеннон Ли и режиссером ленты

Правила жизни поговорил с Шеннон Ли и Бао Нгуйеном о наследии Брюса Ли

Правила жизни
Крыланы нашли короткий путь к дому при помощи когнитивной карты Крыланы нашли короткий путь к дому при помощи когнитивной карты

Крыланы срезали свой путь маршрутом, по которому до этого никогда не летали

N+1
Какие цели преследуют бренды, восстанавливая памятники архитектуры Какие цели преследуют бренды, восстанавливая памятники архитектуры

Почему известные бренды восстанавливают архитектурные памятники?

GQ
MAXIM рецензирует «Хэппи-энд», российское кино с Таиландом в главной роли MAXIM рецензирует «Хэппи-энд», российское кино с Таиландом в главной роли

Лирическая комедия, которая убеждает нас, что амнезия — это еще не эвтаназия

Maxim
Как превратиться в обаятельную девушку: пять хитрых приемов Меган Маркл Как превратиться в обаятельную девушку: пять хитрых приемов Меган Маркл

Хитрости герцогини Сассекской эффективны, просты и доступны каждому

Cosmopolitan
Я, мой муж и его любовница: история нашего карантина Я, мой муж и его любовница: история нашего карантина

Часто мы не слышим или неверно интерпретируем слова и намерения друг друга

Psychologies
Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов Зачем миллиардеру Андрею Филатову конный Рузвельт и сидящий Баранов

Зачем основателю фонда Art Russe Андрею Филатову памятники?

Forbes
Правила жизни Робина Уильямса Правила жизни Робина Уильямса

Правила жизни американского актера и стендап-комика Робина Уильямса

Esquire
Парижский шик, кинообразы и идеальные джинсы: 5 вещей, за которые мода благодарна Шарлотте Генсбур Парижский шик, кинообразы и идеальные джинсы: 5 вещей, за которые мода благодарна Шарлотте Генсбур

Шарлотту Генсбур неспроста считают эталоном парижского стиля

Esquire
Почему игру The Last of Us: Part II одновременно воспевают и ненавидят Почему игру The Last of Us: Part II одновременно воспевают и ненавидят

Игра The Last of Us: Part II возьмет вас за шиворот

GQ
Почему после Лукашенко Белоруссия «уйдет» на Запад Почему после Лукашенко Белоруссия «уйдет» на Запад

У белорусов есть историческая альтернатива советской ностальгии

СНОБ
Здоровый минимализм: как избавиться от лишних вещей и ни о чем не пожалеть Здоровый минимализм: как избавиться от лишних вещей и ни о чем не пожалеть

Поможет ли метод Мари Кондо сделать ваш дом счастливым и свободным?

Forbes
Никто не знает, что в коробке: как игрушки по $8 помогли 33-летнему китайцу стать миллиардером Никто не знает, что в коробке: как игрушки по $8 помогли 33-летнему китайцу стать миллиардером

Основатель Pop Mart Ван Нин собирается покорять зарубежные рынки

Forbes
Одна вокруг света: путешествие через горы и помощь индийских мотоциклистов Одна вокруг света: путешествие через горы и помощь индийских мотоциклистов

Индия, Гималаи, высокогорный перевал, Высокое озеро богини

Forbes
10 предметов гардероба, с размером которых мы часто ошибаемся 10 предметов гардероба, с размером которых мы часто ошибаемся

Каждая девушка хотя бы раз в жизни ошибалась с размером обновки

Cosmopolitan
Море дома Море дома

Как выглядеть отдохнувшей и загорелой без отпуска на побережье?

Лиза
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
Место на карте: Золотые горы Алтая Место на карте: Золотые горы Алтая

Знакомимся с историей легендарных природных памятников России

Культура.РФ
Белухи объединились в группы с друзьями и родственниками Белухи объединились в группы с друзьями и родственниками

Группы белух представляют собой смесь родственных и неродственных особей

N+1
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
«Идеальный фаундер — абсолютная утопия». Как строить отношения, когда в компании много партнёров «Идеальный фаундер — абсолютная утопия». Как строить отношения, когда в компании много партнёров

Сооснователь Skillbox о том, как добиться коллективного соглашения в компании

Inc.
Доступ к терапии за неделю вместо полутора лет: что делает стартап Sprout, чтобы дети с аутизмом скорее получили помощь Доступ к терапии за неделю вместо полутора лет: что делает стартап Sprout, чтобы дети с аутизмом скорее получили помощь

Юрий Якубчик запустил стартап для помощи детям с аутизмом

VC.RU
Открыть в приложении