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

Какого цвета закат на других планетах Какого цвета закат на других планетах

От чего зависит цвет заката на других небесных телах Солнечной системы?

Популярная механика
10 «правил выживания» для тех, кому приходится работать с нарциссами 10 «правил выживания» для тех, кому приходится работать с нарциссами

Как правильно вести себя с руководителями-нарциссами?

Psychologies
Пример для подражания: Вера Полозкова Пример для подражания: Вера Полозкова

Вера Полозкова – о страхе перед публикой и писательском ремесле

Cosmopolitan
Мечты о «китайском Disney», буддийском покое и жизни без страданий: история китайского миллиардера Чэня Тяньцяо Мечты о «китайском Disney», буддийском покое и жизни без страданий: история китайского миллиардера Чэня Тяньцяо

Чэнь Тяньцяо стал миллиардером в 30 лет, а затем ушёл в благотворительность

VC.RU
Пигменты гигантских моллюсков перевели ультрафиолет в нужный фотосимбионтам свет Пигменты гигантских моллюсков перевели ультрафиолет в нужный фотосимбионтам свет

Световые взаимоотношения пигментов и симбионтов определяют окраску моллюсков

N+1
Физики создали мультиинструмент для изучения квантовых материалов Физики создали мультиинструмент для изучения квантовых материалов

Физики создали прибор для изучения свойств квантовых материалов

N+1
Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт Дома с открытой планировкой, скоростные дороги и связь с природой — каким видел город будущего Фрэнк Ллойд Райт

Райт построил по своим проектам сотни домов, но город мечты так и не воплотил

VC.RU
Долгожданный Spotify. Как шведский сервис изменил музыкальную индустрию и что значит его приход в Россию Долгожданный Spotify. Как шведский сервис изменил музыкальную индустрию и что значит его приход в Россию

Что сделал Spotify для индустрии — и насколько ценен для инвесторов

Forbes
Седина шимпанзе оказалась не связана со старостью Седина шимпанзе оказалась не связана со старостью

Почему шимпанзе седеют?

N+1
Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории

Звезды, чьи родители когда-то ступили не на ту дорожку

Cosmopolitan
Как раскрутиться в TikTok: пошаговая инструкция от продюсера самых популярных русскоязычных блогеров Как раскрутиться в TikTok: пошаговая инструкция от продюсера самых популярных русскоязычных блогеров

Почему TikTok нужно завести прямо сейчас и как сделать контент вирусным

Forbes
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
Мутнеет ли Байкал? Мутнеет ли Байкал?

Действительно ли Байкал мутнеет, и связано ли это с гибелью губок?

N+1
Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности

Обычный рейс Нью-Йорк — Майами. Ничего не предвещало беды

Cosmopolitan
Почему христиане выступают за музей в Святой Софии Почему христиане выступают за музей в Святой Софии

Решение вернуть статус мечети собору Святой Софии вызвало бурю протестов

СНОБ
Трагическая история Жанны Фриске: Трагическая история Жанны Фриске:

Какой была жизнь Жанны Фриске?

Cosmopolitan
Редкие птицы Великобритании не захотели жить рядом с дорогами Редкие птицы Великобритании не захотели жить рядом с дорогами

Редкие, мелкие и мигрирующие виды предпочли избегать шумных трасс

N+1
Думай как Amazon: откажитесь от больших зарплат и создавайте бизнес-планы, разрушающие ваш бизнес Думай как Amazon: откажитесь от больших зарплат и создавайте бизнес-планы, разрушающие ваш бизнес

Отрывок из книги бывшего топ-менеджера Amazon Джона Россмана

Inc.
Летние сны Летние сны

В этой истории соединились два летних воспоминания, рассказанные двумя Катями

Seasons of life
«Мир, в котором я живу» «Мир, в котором я живу»

Екатерина Климова умеет быть разной и непредсказуемой

OK!
«В каждом из нас живет сноб» «В каждом из нас живет сноб»

DJ Грув собрал всех своих друзей и устроил шумную вечеринку

OK!
Как люди били друг друга испокон веков: краткая история насилия Как люди били друг друга испокон веков: краткая история насилия

К каким видам драк прибегали люди, чтобы в культурно выплеснуть свою агрессию

Популярная механика
«Искусственный интеллект и мозг человека» «Искусственный интеллект и мозг человека»

Все богатство нашей жизни лежит в памяти, которую мы забыли

N+1
«Вселенная. Путешествие во времени и пространстве» «Вселенная. Путешествие во времени и пространстве»

Отрывок из книги директора обсерватории Сергея Язева о законе смещении Вина

N+1
Красивый опыт с горением спиртовых паров Красивый опыт с горением спиртовых паров

Наглядную демонстрацию горения паров увидеть не так-то просто

Популярная механика
Икра Икра

Объемы потребления деликатеса вернулись на докризисный уровень

Bones
Девушка - огонь! 20 идей окрашивания-балаяж для рыжих Девушка - огонь! 20 идей окрашивания-балаяж для рыжих

Как выбрать цвет и как в него потом покраситься?

Cosmopolitan
Вместо планера и крестика на руке. Что делать, если все забываешь? Вместо планера и крестика на руке. Что делать, если все забываешь?

Как помнить все необходимое?

Psychologies
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
Хвостатая наука: 9 странных привычек собак и кошек Хвостатая наука: 9 странных привычек собак и кошек

Почему собаки виляют хвостом, а кошки боятся воды

Популярная механика
Открыть в приложении