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

Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Бренды, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Опытным шитьем Опытным шитьем

Знакомимся с дизайнерами, которые исследуют отношения между одеждой и телом

Seasons of life
Как понять, что за вами следят? Как понять, что за вами следят?

Способы проверить не следит ли кто-то за вашим телефоном или компьютером

GQ
Внутренний мир Внутренний мир

Закрытые границы — лучший повод сменить обстановку

Vogue
Нас ждет прорыв в лечении генетических заболеваний Нас ждет прорыв в лечении генетических заболеваний

Компания Tessera Therapeutics разрабатывает новый способ редактирование генома

GQ
У вас мэтч: 5 секретов оформления профиля в дейтинговом приложении У вас мэтч: 5 секретов оформления профиля в дейтинговом приложении

Как презентовать себя в Тиндере, чтобы получать больше мэтчей

Playboy
Как война помогает науке: боевая астрономия Как война помогает науке: боевая астрономия

Технологии, разработанные для военных задач, продвигают фундаментальную науку

Популярная механика
Вижу цель, вижу препятствия: что мешает нам на пути к успеху Вижу цель, вижу препятствия: что мешает нам на пути к успеху

Ставить себе цели и достигать их — умение непростое

Psychologies
Голуби и вороны-свистуны лишились сна из-за городского освещения Голуби и вороны-свистуны лишились сна из-за городского освещения

Ночное освещение нарушило структуру и продолжительность сна у двух видов птиц

N+1
Как приручить коричневую помаду — фотоурок и советы визажиста Как приручить коричневую помаду — фотоурок и советы визажиста

Учимся правильно работать с коричневой помадой

Cosmopolitan
Как раздать вай-фай с айфона на ноутбук или другой смартфон Как раздать вай-фай с айфона на ноутбук или другой смартфон

Как раздать интернет с айфона на любые устройства

CHIP
10 вопросов нефрологу 10 вопросов нефрологу

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

Лиза
Портрет Солнца: что ученые узнали благодаря рекордно близким фотографиям светила Портрет Солнца: что ученые узнали благодаря рекордно близким фотографиям светила

Никогда раньше наше светило не наблюдали так близко

Forbes
Живущие рядом с людьми гризли перешли на ночной образ жизни Живущие рядом с людьми гризли перешли на ночной образ жизни

Как взрослые медведи гризли приспосабливаются к жизни рядом с человеком

N+1
Беру, не глядя: как  фейсбук-группа «Шар и крест» уронила рынок и спасла художников в карантине Беру, не глядя: как  фейсбук-группа «Шар и крест» уронила рынок и спасла художников в карантине

Почему искусство стоит так дешево, и почему это так хорошо

Forbes
Порядок по-белорусски: как Лукашенко прополол электоральное поле Порядок по-белорусски: как Лукашенко прополол электоральное поле

Главные оппоненты Лукашенко не были зарегистрированы кандидатами в президенты

Forbes
Мал, да удал: 7 малоизвестных фактов о Ватикане Мал, да удал: 7 малоизвестных фактов о Ватикане

Семь занятных фактов о карликовом государстве Ватикан

Популярная механика
Гигантским древним пингвинам нашли костных двойников на севере Тихого океана Гигантским древним пингвинам нашли костных двойников на севере Тихого океана

Ими оказались плотоптериды, ныне вымершие родственники олушей

N+1
Парижский шик, кинообразы и идеальные джинсы: 5 вещей, за которые мода благодарна Шарлотте Генсбур Парижский шик, кинообразы и идеальные джинсы: 5 вещей, за которые мода благодарна Шарлотте Генсбур

Шарлотту Генсбур неспроста считают эталоном парижского стиля

Esquire
Посмотрите фильм «Грейхаунд» с Томом Хэнксом в главной роли (он же написал сценарий к картине) Посмотрите фильм «Грейхаунд» с Томом Хэнксом в главной роли (он же написал сценарий к картине)

Это не гениальный шедевр мирового кинематографа, но весьма хорошее кино

GQ
Гипноз в домашних условиях: как мы влияем на близких, а они на нас? Гипноз в домашних условиях: как мы влияем на близких, а они на нас?

Энергетические вампиры и сглаз — это все правда

Psychologies
Самые странные, яркие и сумасшедшие увлечения российского бизнеса Самые странные, яркие и сумасшедшие увлечения российского бизнеса

Дмитрий Волков — о хобби, которые стали занимать больше времени, чем работа

СНОБ
Как устроены школы в США? 10 главных особенностей Как устроены школы в США? 10 главных особенностей

Чем школы в Америке отличаются от российских?

Psychologies
«Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии «Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии

Какие технологии сегодня развиваются в альтернативной энергетике

Inc.
20 коротких советов, чтобы сделать жизнь проще 20 коротких советов, чтобы сделать жизнь проще

Осуществимая легкость бытия!

Maxim
6 отвратительных косметических средств, которыми пользовались раньше 6 отвратительных косметических средств, которыми пользовались раньше

После употребления мышьяка люди действительно выглядели лучше. Но недолго

Maxim
Хищную муху из Австралии назвали в честь Дэдпула Хищную муху из Австралии назвали в честь Дэдпула

Четыре вида австралийских мух-ктырей получили имена в честь персонажей Marvel

N+1
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
25 бронебойных советов по ухаживанию 25 бронебойных советов по ухаживанию

Самые эффективные способы добиться расположения понравившейся тебе барышни

Maxim
Беспилотный автомобиль для Марса: что внутри ровера Perseverance и с какими трудностями NASA столкнулась при разработке Беспилотный автомобиль для Марса: что внутри ровера Perseverance и с какими трудностями NASA столкнулась при разработке

Новая разработка для изучения Марса

VC.RU
Открыть в приложении