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

40 забавных твитов о жизни в браке 40 забавных твитов о жизни в браке

Залог прочного брака отчасти в том, чтобы смотреть на эти самые моменты с юмором

Psychologies
5 выдающихся романов о виртуальной реальности 5 выдающихся романов о виртуальной реальности

Пять выдающихся романов о виртуальной реальности, которые стоит почитать

Популярная механика
Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят Рэпер, муж Ким, миллиардер: что мы знаем о Канье Уэсте и почему о нем говорят

Канье Уэст — неординарный человек, привыкший удивлять

Cosmopolitan
Динозавры в городе! Динозавры в городе!

Как повели бы себя древние рептилии, оказавшись посреди мегаполиса

N+1
Чистота — не залог здоровья, или Как химические средства способствуют развитию болезней у женщин. Отрывок из книги британской феминистки Кэролайн Криадо Перес Чистота — не залог здоровья, или Как химические средства способствуют развитию болезней у женщин. Отрывок из книги британской феминистки Кэролайн Криадо Перес

Глава из книги феминистки Кэролайн Криадо Перес о гендерном неравенстве

СНОБ
Почему сами жертвы не всегда признают факт изнасилования Почему сами жертвы не всегда признают факт изнасилования

Если женщина предпочитает не помнить о насилии — спасительно ли это для психики?

Psychologies
Алина Фаркаш знает, как стать идеальной матерью: просто соблюдай эти правила! Алина Фаркаш знает, как стать идеальной матерью: просто соблюдай эти правила!

Любая женщина, решившая родить ребенка, должна прочитать эту статью

Cosmopolitan
Как сказать девушке, что ты сегодня не хочешь? 4 способа сделать это деликатно Как сказать девушке, что ты сегодня не хочешь? 4 способа сделать это деликатно

Вопреки активно распространяемому стереотипу, мужчины — не похотливые создания

Playboy
Пять советов родителям подростков Пять советов родителям подростков

Как научить ребенка общаться?

Лиза
«Он Ленина на *** послал!» «Он Ленина на *** послал!»

Третьего ареста он ждал в 1937 году, однако его арестовали уже после ежовщины

Дилетант
Что нужно знать об экземе: откуда берется, как проявляется и как лечить Что нужно знать об экземе: откуда берется, как проявляется и как лечить

Разбираемся, какие симптомы экземы опасны и как их лечить

РБК
Море дома Море дома

Как выглядеть отдохнувшей и загорелой без отпуска на побережье?

Лиза
Создатели MSQRD рассказали об уходе из Facebook и новом проекте Loóna, в который уже инвестировала Наталья Водянова Создатели MSQRD рассказали об уходе из Facebook и новом проекте Loóna, в который уже инвестировала Наталья Водянова

Интервью с создателями приложения, которое помогает уснуть

VC.RU
Искусство неловкого молчания. Тайное оружие Илона Маска и Стива Джобса Искусство неловкого молчания. Тайное оружие Илона Маска и Стива Джобса

У основателей Tesla и Apple есть кое-что общее — «правило неловкого молчания»

Inc.
Пять книжных штампов, которые нам ужасно надоели Пять книжных штампов, которые нам ужасно надоели

Какие стереотипы о женщинах и отношениях кочуют из книги в книгу

Cosmopolitan
Все, что нужно знать о пигментации кожи: ответы на самые частые вопросы Все, что нужно знать о пигментации кожи: ответы на самые частые вопросы

Откуда берутся пигментные пятна, как их «стереть» и как обезопасить себя от них

Cosmopolitan
Лекарства с морского дна: зачем внук Капитана Кусто строит «подводную МКС» за $135 млн Лекарства с морского дна: зачем внук Капитана Кусто строит «подводную МКС» за $135 млн

Внук знаменитого океанографа Жака-Ива Кусто решил продолжить семейное дело

Forbes
Как возникают ложные воспоминания Как возникают ложные воспоминания

Отрывок из книги сестер Ильвы и Хильды Эстбю о науке запоминания и забывания

СНОБ
Издатель Михаил Лопатин — о гиде «Ресторанный навигатор», критике и пиаре Издатель Михаил Лопатин — о гиде «Ресторанный навигатор», критике и пиаре

Возмутитель спокойствия ресторанного мира выпустил «Ресторанный навигатор»

РБК
Электрохимическое осаждение помогло получить стеклообразный литий Электрохимическое осаждение помогло получить стеклообразный литий

Американские ученые изучили изменения при электрохимическом осаждении лития

N+1
Ощущение счастья оказалось слабо зависимым от семейного положения Ощущение счастья оказалось слабо зависимым от семейного положения

Женатые пожилые люди в действительности счастливее своих одиноких сверстников

N+1
«Это абсолютно бессовестное, эгоистическое «потребительство». Как меценат Владимир Смирнов по любви собрал коллекцию для Третьяковки «Это абсолютно бессовестное, эгоистическое «потребительство». Как меценат Владимир Смирнов по любви собрал коллекцию для Третьяковки

Как за несколько лет собрать такую коллекцию, чтобы за ней охотилась Третьяковка

Forbes
Свинка в сентябре Свинка в сентябре

Евгений Бабушкин стал апостолом Esquire в номинации «Литература» в 2019-м

Esquire
15 самых смешных фраз Дженнифер Лоуренс, ломающих стереотипы о красоте 15 самых смешных фраз Дженнифер Лоуренс, ломающих стереотипы о красоте

Дженнифер Лоуренс — полная противоположность типичным голливудским актрисам

Cosmopolitan
Четыре сети со своими правилами ведения бизнеса: чем отличается развитие интернета в Индии, США, Китае и Европе Четыре сети со своими правилами ведения бизнеса: чем отличается развитие интернета в Индии, США, Китае и Европе

Интернет поделился на четыре самостоятельные части

VC.RU

Оксана Самойлова впервые высказалась о несостоявшемся разводе с рэпером Джиганом

Cosmopolitan
Как «работают» ароматы: хитрости, которые помогут произвести впечатление Как «работают» ароматы: хитрости, которые помогут произвести впечатление

Какой силой обладают запахи и как функционирует наше обоняние

Cosmopolitan
Животные и математика: до скольки умеют считать колибри Животные и математика: до скольки умеют считать колибри

Какими математическими способностями обладают колибри?

Популярная механика
Почему витамин С в уходе за кожей — отличная идея Почему витамин С в уходе за кожей — отличная идея

Витамин С поможет придать коже упругость и свежий цвет

Psychologies
Почему объективизация нам просто необходима Почему объективизация нам просто необходима

Когда и почему объективизация нам просто необходима

СНОБ
Открыть в приложении