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

Лучшие приключенческие книги: 8 романов, от которых захватывает дух Лучшие приключенческие книги: 8 романов, от которых захватывает дух

Подборка современных и классических книг о приключениях в горах, лесах и на море

Playboy
Нос судьбы Нос судьбы

Вера Полозкова — поэт и мать троих детей

Seasons of life
Land Rover Defender и Audi E-tron Land Rover Defender и Audi E-tron

Автомобильные новинки с Алексеем Харнасом

Weekend
Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида

Чем отличаются друг от друга эти маленькие зверьки из Австралии?

N+1
От От

В иные времена приборная доска была способом самовыражения дизайнеров

Популярная механика
7 трюков в воспитании 7 трюков в воспитании

Эти простые способы помогут тебе стать идеальной мамой для своего ребенка

Лиза
Играют все! Играют все!

Время устроить семейный турнир по настольным играм. Выбирай на свой вкус

Лиза
#пронауку: сколько животных вымерли за последние 10 лет #пронауку: сколько животных вымерли за последние 10 лет

Какие животные навсегда исчезли с лица земли и почему это произошло

РБК
Спорт в Третьем рейхе: как идеология влияла на футбол Спорт в Третьем рейхе: как идеология влияла на футбол

Отрывок из книги "Третий рейх. 16 историй о жизни и смерти"

Популярная механика
Меланома: 11 важных вопросов Меланома: 11 важных вопросов

Меланома: что вам нужно знать о рисках и защите

Домашний Очаг
Театр кулинарных действий Театр кулинарных действий

Михаил Трофименков о «Грейхаунде»

Weekend
Аман Тулеев: С моих слов записано верно. Отрывок из книги Аман Тулеев: С моих слов записано верно. Отрывок из книги

Отрывок из книги Андрея Ванденко о бывшем главе Кузбасса Амане Тулееве

СНОБ
Место под солнцем Место под солнцем

Чтобы осмотреть Крым, не хватит и месяца

Лиза
8 классических картин с курильщиками, которые пока еще чудом не запретил Минздрав 8 классических картин с курильщиками, которые пока еще чудом не запретил Минздрав

Ван Гог! Пикассо! Мане!

Maxim
Термиты построили гнезда в соответствии с кривизной поверхности Термиты построили гнезда в соответствии с кривизной поверхности

Чем больше кривизна гнезд термитов, тем активнее строительство в этой области

N+1
Как приготовить люля-кебаб на мангале: 3 аппетитных рецепта Как приготовить люля-кебаб на мангале: 3 аппетитных рецепта

Прекрасная альтернатива шашлыку

Playboy
Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр

Основы связывания и бандажа

Playboy
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
Новую рыбу-педофага назвали в честь рождественского духа Крампуса Новую рыбу-педофага назвали в честь рождественского духа Крампуса

Как связаны рыбы и дух, крадущий детей?

N+1
Звездная война: как космос становится новой ареной для противостояния России и США Звездная война: как космос становится новой ареной для противостояния России и США

США в четверг обвинили Россию в проведении испытаний противоспутникового оружия

Forbes
Не вся изолента одинакова: разбираемся в тонкостях Не вся изолента одинакова: разбираемся в тонкостях

Вы знали, что есть несколько разновидностей изоленты?

CHIP
«Ощущение» Хана «Ощущение» Хана

Современные танцевальные труппы сегодня — это модель мира в миниатюре

Seasons of life
Одной крови Одной крови

Искренний репортаж про кровные узы

Seasons of life
Ничего нового: почему мужчины в России начинают все активнее покупать винтажную одежду Ничего нового: почему мужчины в России начинают все активнее покупать винтажную одежду

Как развивается тренд на мужской винтаж — и что с ним происходит в России

Esquire
10 лучших врачей-психопатов в кино 10 лучших врачей-психопатов в кино

Рейтинг врачей-психопатов в кино, которые практикуют изощренные убийства.

Maxim
Маск, я вас знаю Маск, я вас знаю

Что связывает Илона Маска с Россией, кроме космической гонки

GQ
Настоящая «Лолита» — совратитель притворялся ее отцом и жил с ней 2 года Настоящая «Лолита» — совратитель притворялся ее отцом и жил с ней 2 года

Что же делал пятидесятилетний Ласалле с одиннадцатилетней Салли?

Cosmopolitan
17 фильмов, в которых известные актеры снялись со своими детьми (или родителями) 17 фильмов, в которых известные актеры снялись со своими детьми (или родителями)

Тот случай, когда папа взял с собой на работу…

Maxim
Типа на фиг: зачем нам нужны слова-паразиты Типа на фиг: зачем нам нужны слова-паразиты

Лингвист Максим Кронгауз объясняет смысл и предназначение слов-паразитов

Esquire
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
Открыть в приложении