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

Вспомнить все: почему мы забываем наши сны Вспомнить все: почему мы забываем наши сны

Забывать сны - это нормально. Но почему!?

Популярная механика
Почему  в вашей розетке фаза, скорее всего, подключена справа? Почему  в вашей розетке фаза, скорее всего, подключена справа?

Имеет ли значение расположение контактов в розетке?

CHIP
Правила жизни Константина Райкина Правила жизни Константина Райкина

Правила жизни режиссера Константина Райкина

Esquire
«Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии «Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии

Какие технологии сегодня развиваются в альтернативной энергетике

Inc.
Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться

Вы изменили партнеру. Как поступить, чтобы сохранить отношения?

Psychologies
Focus (Германия): мы одержимы сахаром. Шесть способов перехитрить организм и сбросить вес Focus (Германия): мы одержимы сахаром. Шесть способов перехитрить организм и сбросить вес

Когда тело требует сладенького

ИноСМИ
Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса Четвероногое счастье: любовь питомцев лечит от стресса

Собаки, кошки, морские свинки... Домашние питомцы дарят нам радость

Psychologies
Правила жизни Сильвестра Сталлоне Правила жизни Сильвестра Сталлоне

Правила жизни кумира молодежи 90-х Сильвестра Сталлоне

Esquire
Самый хозяйственный мужчина по знаку зодиака - кто он? Самый хозяйственный мужчина по знаку зодиака - кто он?

Кого лучше выбрать себе в партнеры, чтобы с чистой совестью ничего не делать

Cosmopolitan
Что такое зависимость и как она нас подчиняет Что такое зависимость и как она нас подчиняет

Она может начаться с «маленькой радости» и привести к большой катастрофе

Psychologies
Как продлить жизнь любимым вещам: 26 простых лайфхаков Как продлить жизнь любимым вещам: 26 простых лайфхаков

Учимся бережнее относиться к вещам

Cosmopolitan
Купи! Купи! Купи! Купи! Купи! Купи!

Как объяснить ребенку, почему вы не можете прямо сейчас купить именно эту вещь

Домашний Очаг
Посадить по науке: как, зачем и почему возбуждают дела о государственной измене Посадить по науке: как, зачем и почему возбуждают дела о государственной измене

Исследуем поток шпионских дел

Esquire
Для чего нужно предисловие и можно ли его опустить Для чего нужно предисловие и можно ли его опустить

Одна из глав книги «Архитектура сюжета. Как создать запоминающуюся историю»

СНОБ
The Scientist (США): новые открытия в анатомии человека The Scientist (США): новые открытия в анатомии человека

Ученые открыли новые части человеческого тела и перевернули прежние заблуждения

ИноСМИ
«Цунами сложностей»: владельцы элитных британских ресторанов рассказали о проблемах после карантина «Цунами сложностей»: владельцы элитных британских ресторанов рассказали о проблемах после карантина

Лучшие лондонские рестораны радоваться не спешат

Forbes
Как легко бросить курить? 8 способов, которые работают Как легко бросить курить? 8 способов, которые работают

Эффективные приемы, помогающие бросить курить раз и навсегда

Playboy
LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году LiveScience (США): что мы узнали о мозге в 2019 году

Открытия этого года подтверждают старые «прозрения» о мозге от философов

ИноСМИ
Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям

Возраст матери-коловратки отрицательно сказывается на потомстве

N+1
Жаба на шее, эко-косметика с рогами оленей и легенда о травнице: чем известен владелец Natura Siberica Андрей Трубников Жаба на шее, эко-косметика с рогами оленей и легенда о травнице: чем известен владелец Natura Siberica Андрей Трубников

История бренда Natura Siberica и его владельца

VC.RU
«Если бы я встретила королеву, то сказала бы, что люблю ее». Инна Чурикова о Елизавете II и дебюте в онлайн «Если бы я встретила королеву, то сказала бы, что люблю ее». Инна Чурикова о Елизавете II и дебюте в онлайн

Инна Чурикова — о том, что такое семейный бизнес и мир после пандемии

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
Советский автомобиль для управления из положения лежа Советский автомобиль для управления из положения лежа

Когда-то это была военная тайна

Maxim
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
Еще 10 отличных фильмов от создателя «В джазе только девушки» Еще 10 отличных фильмов от создателя «В джазе только девушки»

Советуем совсем редкие и неведомые фильмы Билли Уайлдера

Maxim
«Лучше прожить короткую жизнь, но есть вкусную еду». Как ест, спит и работает Илон Маск «Лучше прожить короткую жизнь, но есть вкусную еду». Как ест, спит и работает Илон Маск

Знаменитый предприниматель Илон Маск и его не самые здоровые привычки

Reminder
Сколько оперативной памяти нужно для компьютерных игр? Сколько оперативной памяти нужно для компьютерных игр?

Вопрос для геймера: хватит ли 8 Гбайт или заряжаться сразу под 32?

CHIP
Как стать жестким, волевым человеком и развить уверенность в себе: подробное руководство Как стать жестким, волевым человеком и развить уверенность в себе: подробное руководство

В современном мире никуда без силы воли и твердости характера

Playboy
Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны Дарья Мороз: Артисты тотально психически неуравновешенны

Дарья Мороз рассказала о том, почему не хочет быть артисткой

СНОБ
Не жужжи! Не жужжи!

Как избавиться от назойливых насекомых дома и на даче

Лиза
Открыть в приложении