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

90% семей в России — это полное слияние невротиков 90% семей в России — это полное слияние невротиков

Что такое нездоровые отношения между мужчиной и женщиной

Psychologies
Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона Правила жизни сэра Ричарда Брэнсона

Предприниматель, остров Некер, 70 лет

Esquire
Как ухаживать за кроссовками: 10 секретов, которые изменят твою жизнь Как ухаживать за кроссовками: 10 секретов, которые изменят твою жизнь

Как максимально «продлить жизнь» любимой паре сникеров?

Cosmopolitan
Современные сказки: Мулан добилась равной оплаты труда, а Красная Шапочка отучила волка приставать к женщинам Современные сказки: Мулан добилась равной оплаты труда, а Красная Шапочка отучила волка приставать к женщинам

Отрывок из книги «Золушка и стеклянный потолок: и другие феминистские сказки»

Forbes
Последние 30 лет в Европе оказались рекордными по наводнениям за пятьсот лет Последние 30 лет в Европе оказались рекордными по наводнениям за пятьсот лет

Почему в Европе увеличилось количество наводнений

N+1
The Beatles сыграли важную роль The Beatles сыграли важную роль

За последние два десятилетия Дэнни Бойл вошел в историю кинематографа

Playboy
«Заговор против Америки» – еще одно доказательство тому, что Дэвид Саймон потерял хватку «Заговор против Америки» – еще одно доказательство тому, что Дэвид Саймон потерял хватку

Сериал по культовому роману Филипа Рота должен был стать одним из лучших

GQ
Антивозрастной макияж: главные «омолаживающие» советы от визажистов Антивозрастной макияж: главные «омолаживающие» советы от визажистов

С помощью макияжа ты можешь менять свой возраст легко и безболезненно!

Cosmopolitan
Технологии в наркотрафике: на опиумных плантациях Афганистана используют солнечные батареи. Площадь полей выросла вдвое Технологии в наркотрафике: на опиумных плантациях Афганистана используют солнечные батареи. Площадь полей выросла вдвое

На юге Афганистана фермеры добывают воду при помощи солнечной энергии

TJ
Грибной щит защитит космонавтов от радиации Грибной щит защитит космонавтов от радиации

Слой грибов может значительно снизить поток космического излучения

N+1
Из клана Вашингтонов Из клана Вашингтонов

Все об актере Джоне Дэвиде Вашингтоне

Glamour
Психологи подтвердили существование мужчин-бисексуалов Психологи подтвердили существование мужчин-бисексуалов

Сексуальность недискретна

N+1
Растерянность истории Растерянность истории

Игорь Гулин о том, как смотреть на застой

Weekend
«Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид «Омоложивающие» стрижки и окрашивания: как подобрать себе прическу — гид

Отличный способ выглядеть свежо – скорректировать овал лица с помощью прически

Cosmopolitan
Что будет, если уехать с места мелкого ДТП. Разбор Что будет, если уехать с места мелкого ДТП. Разбор

Как доказать свою невиновность в умышленном оставлении места ДТП?

РБК
Монофелиты: сколько у Христа воль Монофелиты: сколько у Христа воль

Что такое монофелитство?

Weekend
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
Почему Голливуд так любит ремейки? Почему Голливуд так любит ремейки?

Ваша ностальгия уже давно стала валютой

GQ
Как Трамп заработал миллионы долларов на своей предвыборной кампании Как Трамп заработал миллионы долларов на своей предвыборной кампании

Дональд Трамп не потратил на свой предвыборный штаб ни цента

Forbes
В Ленобласти найдены шведские редуты времен Северной войны В Ленобласти найдены шведские редуты времен Северной войны

Результаты раскопок на месте, где произошло одно из сражений Северной войны

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
Восстановлению подлежит Восстановлению подлежит

Отечественной промышленности приходится возвращать утраченные компетенции

Эксперт
Корреляция перемещений помогла оценить талант футболистов Корреляция перемещений помогла оценить талант футболистов

Они сравнили корреляции движений игроков во время матча

N+1
«Лолита» предвосхитила #metoo более чем на полвека» «Лолита» предвосхитила #metoo более чем на полвека»

Брайан Бойд — о том как «Лолита» соотносится с «новой этикой»

Полка
Несерьезная квартира Несерьезная квартира

Игорь Гулин об объединении APTART

Weekend
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
«Злые» хакеры на свободе: кто и зачем взломал сервисы компании Garmin «Злые» хакеры на свободе: кто и зачем взломал сервисы компании Garmin

В разработке вируса для Garmin подозревают российских хакеров

Forbes
Цианистый калий: что это такое и как работает Цианистый калий: что это такое и как работает

Цианиды, то есть синильная кислота и ее соли, – далеко не самые сильные яды

Популярная механика
Снимки растений в открытом космосе: безумное творчество Азумы Макото Снимки растений в открытом космосе: безумное творчество Азумы Макото

Как растительные композиции японского флориста путешествуют по миру

Популярная механика
Да здравствует королева! 6 ярких дрэг-квин, чьему стилю можно позавидовать Да здравствует королева! 6 ярких дрэг-квин, чьему стилю можно позавидовать

Еще каких-то 10 лет назад дрэг-квин были редкими гостями на телевидении

Cosmopolitan
Открыть в приложении