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

Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует Не WhatsApp’ом единым: почему в мире столько мессенджеров и кто их использует

Зачем нужно так много мессенджеров

Популярная механика

Как знаменитые актеры отзывались о тех, кого им пришлось играть

Cosmopolitan
Почему женщины лгут о своей сексуальной жизни Почему женщины лгут о своей сексуальной жизни

Кто из нас не врал нежелательному собеседнику о наличии партнера

Psychologies
Домашняя магия Домашняя магия

7 способов сделать из маленькой квартиры большую

Лиза
У ваших ног У ваших ног

Советы по уходу за ногами от лучших подологов и подиатров

Glamour
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
Не совершай их больше! 7 самых распространенных ошибок в уходе за волосами Не совершай их больше! 7 самых распространенных ошибок в уходе за волосами

Каждый день мы, того не зная, совершаем массу ошибок и портим наши локоны

Cosmopolitan
Советский автомобиль для управления из положения лежа Советский автомобиль для управления из положения лежа

Когда-то это была военная тайна

Maxim
Письмо телу Письмо телу

Как заметить свое тело и начать строить с ним отношения

Seasons of life
«Килограмм мяса из пробирки — это месяцы работы и тысячи долларов»: российский стартап о «напечатанном» мясе для KFC «Килограмм мяса из пробирки — это месяцы работы и тысячи долларов»: российский стартап о «напечатанном» мясе для KFC

Почему производство мяса из пробирки такое дорогое и долгое

VC.RU
Самый красивый провал Apple: 20 лет проекту Cube – любимому компьютеру Стива Джобса Самый красивый провал Apple: 20 лет проекту Cube – любимому компьютеру Стива Джобса

История недооцененного сокровища Apple

GQ
Безумие как осознанная необходимость Безумие как осознанная необходимость

Анна Толстова о Наталье Тамручи и ее круге

Weekend
Юлия Хлынина и Алексей Гуськов. Разговор по душам Юлия Хлынина и Алексей Гуськов. Разговор по душам

Разговор актрисы Юлии Хлыниной с народным артистом Алексеем Гусковым

Караван историй
На природу с комфортом: что такое глэмпинг и почему это идеальный вид отдыха в 2020 году На природу с комфортом: что такое глэмпинг и почему это идеальный вид отдыха в 2020 году

Отдых на природе в комфортных условиях

Esquire
Ответ неверный Ответ неверный

Ты узнала об измене. Как теперь с этим жить?

Cosmopolitan
Незаметное насилие: распознать тирана, который не бьет Незаметное насилие: распознать тирана, который не бьет

Как понять, что рядом действительно абьюзер

Psychologies
Свободу Бритни Спирс! Что случилось с певицей, и почему она просит о помощи Свободу Бритни Спирс! Что случилось с певицей, и почему она просит о помощи

Бритни Спирс вот уже на протяжении 12 лет находится под опекой своего отца

Cosmopolitan
Удачное преображение: как изменился Александр Ревва после пластики Удачное преображение: как изменился Александр Ревва после пластики

Александр Ревва смог превратиться из комика в брутального мужчину

Cosmopolitan
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
Выбирай по душе Выбирай по душе

В чем секрет популярности курортов Краснодарского края?

Лиза
ЛиАЗ-667: история самого любимого автобуса в СССР ЛиАЗ-667: история самого любимого автобуса в СССР

ЛиАЗ-667 - такой же символ эпохи, как автомат с газировкой

Популярная механика
Рассказ служанки Рассказ служанки

Новые правила общения с водителем и горничной

Tatler
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
Психологическое насилие: спасать отношения или себя? Психологическое насилие: спасать отношения или себя?

Абьюз: кто виноват и что делать

Psychologies
Гороскоп советского кино: какая ты героиня по знаку зодиака? Гороскоп советского кино: какая ты героиня по знаку зодиака?

Хочешь узнать, на какую именно героиню ты похожа? Читай наш гороскоп!

Cosmopolitan
Травмоприношение Травмоприношение

Василий Корецкий о «Нимани» как наследнице Тарковского и Лакана

Weekend
7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег 7 спортивных занятий для тех, кто не любит бег

Что делать, если бегать вы не любите или не хотите?

РБК
Дела семейные Дела семейные

Сестры Соня и Варя Чельцовы живут и творят душа в душу

Vogue
Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия Метаболит кишечного микробиома нарушил функции эндотелия

Что приводит к эндотелиальной дисфункции сосудов?

N+1
NYT: Amazon, Google и Qualcomm платят миллионы долларов американскому университету, чтобы «подружиться» с регуляторами NYT: Amazon, Google и Qualcomm платят миллионы долларов американскому университету, чтобы «подружиться» с регуляторами

Университет Джорджа Мэйсона помогает ИТ-корпорациям закрывать расследования

VC.RU
Открыть в приложении