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

Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос Какие мускулы у мужчин нравятся женщинам больше всего? Вот что показал опрос

На какие места твоего тела смотрят женщины?

Maxim
Марго Робби — 30! Сумасшедшая Харли, отвязная пиратка и другие перевоплощения Марго Робби — 30! Сумасшедшая Харли, отвязная пиратка и другие перевоплощения

Марго Робби — одна из самых известных молодых звезд Голливуда

Cosmopolitan
10 вопросов нефрологу 10 вопросов нефрологу

Как распознать заболевания почек, кто в группе особого риска и что делать

Лиза
Что нужно, чтобы стать тату-мастером: пошаговая инструкция освоения профессии Что нужно, чтобы стать тату-мастером: пошаговая инструкция освоения профессии

Готов превратиться в крутого тату-мастера?

Playboy
Английская булавка: патент на нее продали за... $100 Английская булавка: патент на нее продали за... $100

Уолтер Хант совершил больше изобретений, чем кто-либо другой в мире

Популярная механика
Какая модель круче: Stan Smith или Superstar Какая модель круче: Stan Smith или Superstar

Устраиваем битву кроссовок – и начинаем с вечной классики adidas

GQ
Как простой парень из Сибири Рахим Абрамов заработал миллионы в тиктоке и стал музыкантом Как простой парень из Сибири Рахим Абрамов заработал миллионы в тиктоке и стал музыкантом

Интервью с блогером Рахимом Абрамовым

GQ
Марганец и кальций упрочнили коготки пауков Марганец и кальций упрочнили коготки пауков

По износостойкости кутикула коготков пауков оказалась на уровне перламутра

N+1
Помнить о будущем: как устроена память и зачем наш мозг строит планы Помнить о будущем: как устроена память и зачем наш мозг строит планы

Отрывок из книги «Это мой конек: Наука запоминания и забывания»

РБК
Олег Нестеров. Как в последний раз Олег Нестеров. Как в последний раз

Интервью с Олегом Нестеровым

Караван историй
Знакомьтесь, Botter – бренд с карибскими корнями, рожденный в Европе Знакомьтесь, Botter – бренд с карибскими корнями, рожденный в Европе

Чем примечательны работы дизайнеров Рашми Боттер и Лизи Херренберг

GQ
Что такое эндорфины и как вырабатывать «гормоны счастья» Что такое эндорфины и как вырабатывать «гормоны счастья»

Как поднять уровень эндорфинов и чувствовать себя счастливым?

Cosmopolitan
«Прозрение наступает после долгой слепоты» «Прозрение наступает после долгой слепоты»

О сложном переплетении кино и жизни рассказывает режиссер Александр Миндадзе

Огонёк
Пружинка слинки: игрушка, рожденная на войне Пружинка слинки: игрушка, рожденная на войне

Знаменитая игрушка пружинка слинки появилась в США в разгар Второй Мировой войны

Популярная механика
Когда стройка ждет железобетон Когда стройка ждет железобетон

Как Кемеровский ДСК втрое увеличил производство

Эксперт
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
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
Алексей Шевченков: Алексей Шевченков:

Интервью с заслуженным артистом Алексеем Шевченковым

Караван историй
Галь Гадот. Обыкновенное чудо Галь Гадот. Обыкновенное чудо

После того как Галь Гадот сыграла в "Чудо-женщине", ее судьба резко изменилась

Караван историй
Судьба фашистского человека Судьба фашистского человека

Тайна Рудольфа Гесса

Weekend
Нехватка воды заставила африканских комаров перейти на человеческую кровь Нехватка воды заставила африканских комаров перейти на человеческую кровь

Возможно, именно эти комары стали предками подвида, колонизировавшего весь мир

N+1
Не просто парень с косичкой: кто такой Niletto и почему о нем все говорят Не просто парень с косичкой: кто такой Niletto и почему о нем все говорят

Как Niletto достиг таких высот? Где научился петь? Да и кто он вообще такой?

Cosmopolitan
История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны История об укрывательстве евреев во время Великой Отечественной войны

История Кочерова Анатолия, пережившего Холокост

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
8 вещей, которые не идут никому — самые безвкусная одежда и аксессуары XXI века 8 вещей, которые не идут никому — самые безвкусная одежда и аксессуары XXI века

Некоторые предметы гардероба необходимо запретить к продаже законодательно

Cosmopolitan
Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица Можно попасть на миллион. Самые большие штрафы ГИБДД. Таблица

Как простой автомобилист может быть оштрафован на сотни тысяч рублей?

РБК
Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры

Корона вокруг сверхмассивной черной дыры сначала исчезла, а потом восстановилась

N+1
Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился

В фильме «Марсианин» нам такого не обещали!

Maxim
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
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
Открыть в приложении