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
Аллергия на солнце: как защитить кожу и что делать, если она пострадала Аллергия на солнце: как защитить кожу и что делать, если она пострадала

Разбираемся, что нужно знать, чтобы распознать и убрать фотодерматит

РБК
Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона

Предприниматель, остров Некер, 70 лет

Esquire
Контрагент не платит долги — что делать? Контрагент не платит долги — что делать?

Как быть, если ваш контрагент не выполняет условия договора?

Inc.
Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли

Луна далеко не так одинока, какой кажется

Популярная механика
Русского осетра скрестили с американским веслоносом Русского осетра скрестили с американским веслоносом

Венгерским ученым удалось получить жизнеспособные гибриды осетров и веслоносов

N+1
20 лучших ролей Тома Круза за всю карьеру 20 лучших ролей Тома Круза за всю карьеру

Путь Тома Круза: от кумира тинейджеров до одного из главных актеров Голливуда

Esquire
Как снимали фильм «Неуловимые мстители» Как снимали фильм «Неуловимые мстители»

Фильм «Неуловимые мстители» стал одним из первых вестернов в СССР

Культура.РФ
Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям Семейные ценности: как российским миллиардерам правильно передать состояния детям

Почему дети богатых родителей редко участвуют в управлении семейным делом

Forbes
«Пытался сбросить меня с 14 этажа»: Юлия Паршута об ужасах жизни с насильником «Пытался сбросить меня с 14 этажа»: Юлия Паршута об ужасах жизни с насильником

Юлия Паршута прошла через отношения с абьюзером

Cosmopolitan
Королева говорит: 9 способов донести свою мысль до собеседника так, чтобы вас поняли Королева говорит: 9 способов донести свою мысль до собеседника так, чтобы вас поняли

Как строить свою речь, чтобы донести максимум информации за минимальное время

Forbes
Из клана Вашингтонов Из клана Вашингтонов

Все об актере Джоне Дэвиде Вашингтоне

Glamour
Кристофер Нолан — о том, как важно иногда отключать телефон Кристофер Нолан — о том, как важно иногда отключать телефон

Кристофер Нолан рассказал о том, как он сохраняет порядок на съемочной площадке

Esquire
Восточная Европа оказалась родиной современных страусов Восточная Европа оказалась родиной современных страусов

Первые страусы появились в Северо-Западном Причерноморье

N+1
За что мы любим Ричарда Гира? За что мы любим Ричарда Гира?

Ричард Гир сыграл главную роль в мини-сериале «МатьОтецСын»

Cosmopolitan
Носы с горбинкой: звезды с изюминкой, которые отказались от ринопластики Носы с горбинкой: звезды с изюминкой, которые отказались от ринопластики

Некоторые звезды превращают особенности своей внешности в изюминку

Cosmopolitan
Почему тебе не дарят подарки? Алина Фаркаш о возможных причинах Почему тебе не дарят подарки? Алина Фаркаш о возможных причинах

Почему все женщины делятся на тех, кому покупают подарки, и тех, кому нет?

Cosmopolitan
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
Как идентифицировали останки Николая II и его семьи по ДНК Как идентифицировали останки Николая II и его семьи по ДНК

На то, чтобы распутать дело убийства Романовых, ушло почти целое столетие

Популярная механика
Население Земли начнет снижаться с 2050 года Население Земли начнет снижаться с 2050 года

После 2050 года население Земли пойдет на спад

Популярная механика
Углеродные звезды в два раза больше Солнца оказались основными поставщиками углерода Углеродные звезды в два раза больше Солнца оказались основными поставщиками углерода

Главными «поставщиками» углерода в Млечном пути были углеродные звезды

N+1
Масштаб, брутализм и Faradenza: за что и сегодня ценят архитектуру российских курортов Масштаб, брутализм и Faradenza: за что и сегодня ценят архитектуру российских курортов

Чем примечательна архитектура пяти старых российских здравниц

Forbes
#пронауку: 8 аргументов в пользу веганства #пронауку: 8 аргументов в пользу веганства

Разбираемся, почему люди активно переходят на растительный рацион

РБК
Учиться онлайн оказалось круто Учиться онлайн оказалось круто

Образование – это не то, когда все сидят за партой

Домашний Очаг

Как живут люди с дислексией

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

Учимся бережнее относиться к вещам

Cosmopolitan
Как обойти типичные ловушки мышления Как обойти типичные ловушки мышления

Можно ли заставить мозг соблюдать баланс хороших и плохих мыслей

Psychologies
Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях? Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях?

В чем может быть причина головной боли, что делать и когда бежать к врачу?

Cosmopolitan
Science (США): завоевание Древнего Египта могло быть восстанием иммигрантов Science (США): завоевание Древнего Египта могло быть восстанием иммигрантов

Возможно, это мог быть прототип библейского Исхода

ИноСМИ
Борьба с депрессией: духовные практики Борьба с депрессией: духовные практики

В Дао духовное развитие связано со здоровьем тела и эмоциональным фоном

Psychologies
Открыть в приложении