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

12 вещей, которые использовали вместо денег 12 вещей, которые использовали вместо денег

Во времена натурального обмена в роли денег выступали совершенно разные объекты

Maxim
История одной песни: Эннио Морриконе и «Хороший, плохой, злой» История одной песни: Эннио Морриконе и «Хороший, плохой, злой»

История о том, как вестерны освободили Эннио Морриконе из музыкального рабства

Maxim
Time (США): что читает Иван? Time (США): что читает Иван?

В 60-е бытовало мнение, что в России гуманитарные науки преподаются слабо

ИноСМИ
Ритм сердца: что такое аритмия, и как ее распознать вовремя Ритм сердца: что такое аритмия, и как ее распознать вовремя

Какие бывают виды аритмии и почему важно следить за своим ритмом сердца

Популярная механика
Манихеи: христианство в смеси с буддизмом и зороастризмом Манихеи: христианство в смеси с буддизмом и зороастризмом

Расколы и ереси. Проект Сергея Ходнева

Weekend
Шум воды и ветра заставил горных колибри общаться на рекордно высоких частотах Шум воды и ветра заставил горных колибри общаться на рекордно высоких частотах

Что показало новое исследование высокогорных ореад

N+1
Неизвестный Ван Гог. Как прошел последний год жизни художника Неизвестный Ван Гог. Как прошел последний год жизни художника

Отрывок из книги Мартина Бейли о последних днях Ван Гога

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
Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение Глобальное потепление перевесило глобальное охлаждение

За последние десятилетия температура Земли выросла на один градус Цельсия

N+1
Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории

Звезды, чьи родители когда-то ступили не на ту дорожку

Cosmopolitan
Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия

Что приводит к эндотелиальной дисфункции сосудов?

N+1
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
Президент должен сидеть Президент должен сидеть

Южнокорейская специфика сменяемости власти

Огонёк
Найти альтернативу подвигам: как остановить и обезвредить эмоциональное выгорание среди женщин Найти альтернативу подвигам: как остановить и обезвредить эмоциональное выгорание среди женщин

Почему важно научиться отдыхать и как компании могут помочь в этом сотрудникам

Forbes
Виктор Цой. 1989 – 1990 Виктор Цой. 1989 – 1990

24 июня 1990 года группа «Кино» дает концерт на стадионе «Лужники»

Esquire
Сезонное обострение Сезонное обострение

В бунтари записались ребята покрупнее

Vogue
Куда ведут ИТ-маневры Куда ведут ИТ-маневры

ИТ-индустрию охватила налоговая лихорадка

Эксперт
12 способов преодолеть лень и выучить иностранный язык 12 способов преодолеть лень и выучить иностранный язык

Лень учить иностранные языки? Значит, вы выбрали неправильный подход

Psychologies
Правила жизни Константина Райкина Правила жизни Константина Райкина

Правила жизни режиссера Константина Райкина

Esquire
Почему деньги больше не мотивируют сотрудников Почему деньги больше не мотивируют сотрудников

Простые правила для руководителей, чтобы мотивировать сотрудников

Forbes
Счастливый мезальянс: как отбить атаку родных и друзей? Счастливый мезальянс: как отбить атаку родных и друзей?

Как выстоять под натиском и спасти свой союз

Psychologies
Мужчины не плачут? Мужчины не плачут?

Что бы там ни говорили, но у сильного пола есть немало слабостей

Лиза
Саша Савельева: Саша Савельева:

Саша Савельева — о своей самоизоляции, материнстве и отношениях с мужем

Караван историй
Брожение масс Брожение масс

Ферментация как серьезный химический процесс и научный эксперимент

Bones
Диалог с нейросетью Диалог с нейросетью

Как стимулировать цифровизацию в банке и зачем нужна биометрия

Эксперт
Фабрика хороших людей Фабрика хороших людей

Как две молодые женщины из Уфы построили две клиники в Никарагуа и Гватемале

Огонёк
Что делать, когда все раздражает. Советы психолога Что делать, когда все раздражает. Советы психолога

Повышенная раздражительность может сигнализировать о нерешенных проблемах

РБК
Спутники помогли уличить китайских и северокорейских рыбаков в незаконном промысле Спутники помогли уличить китайских и северокорейских рыбаков в незаконном промысле

Комбинация четырех технологий позволила найти суда незаконной рыбной ловли

N+1
Рассказ Шамшада Абдуллаева из сборника «Другой Юг» Рассказ Шамшада Абдуллаева из сборника «Другой Юг»

Рассказ, где история и культура Средней Азии соединяется с западным модернизмом

СНОБ
7 неожиданных способов оставаться твердым, когда это нужно (если ты понял, о чем мы) 7 неожиданных способов оставаться твердым, когда это нужно (если ты понял, о чем мы)

Чтобы твой «друг» никогда не подводил

Playboy
Открыть в приложении