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

Александр Паль: Испытание верностью Александр Паль: Испытание верностью

Александр Паль – новый русский, в котором каждый сегодня узнает «своего»

СНОБ
Доктор Смерть: британский врач, убивший несколько сотен пациентов Доктор Смерть: британский врач, убивший несколько сотен пациентов

Гарольд Шипман, убивший несколько сотен пациентов, обвел всех вокруг пальца

Cosmopolitan
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
Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли Вторые после Луны: сколько на самом деле спутников у Земли

Луна далеко не так одинока, какой кажется

Популярная механика
MAXIM рецензирует «#яздесь» — кулинарно-романтическую комедию по-французски MAXIM рецензирует «#яздесь» — кулинарно-романтическую комедию по-французски

Пища для ума, для живота и для бабочек в животе

Maxim
Очки в твою пользу Очки в твою пользу

Учимся правильно подбирать очки

Лиза
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
Аллергия на солнце: как защитить кожу и что делать, если она пострадала Аллергия на солнце: как защитить кожу и что делать, если она пострадала

Разбираемся, что нужно знать, чтобы распознать и убрать фотодерматит

РБК
«Америка не была готова к азиатскому герою»: вышел документальный фильм о Брюсе Ли «Будь водой». Правила жизни поговорил с его дочерью Шеннон Ли и режиссером ленты «Америка не была готова к азиатскому герою»: вышел документальный фильм о Брюсе Ли «Будь водой». Правила жизни поговорил с его дочерью Шеннон Ли и режиссером ленты

Правила жизни поговорил с Шеннон Ли и Бао Нгуйеном о наследии Брюса Ли

Правила жизни
Amazon изучала проекты под предлогом инвестиций и запускала похожие: стартапы обвинили компанию в копировании технологий Amazon изучала проекты под предлогом инвестиций и запускала похожие: стартапы обвинили компанию в копировании технологий

Как Amazon забирает себе чужие технологии

VC.RU
Свела с ума главных секс-символов Голливуда: самые яркие романы Катрин Денев Свела с ума главных секс-символов Голливуда: самые яркие романы Катрин Денев

Катрин Денев рано разочаровалась в браке, но всегда была окружена мужчинами

Cosmopolitan
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
Как работают постановочные выборы в России Как работают постановочные выборы в России

Отрывок из книги Ивана Крастева о политической ситуации в России

СНОБ
Сезонное обострение Сезонное обострение

В бунтари записались ребята покрупнее

Vogue
Отдых летом-2020: куда поехать и как подготовиться Отдых летом-2020: куда поехать и как подготовиться

Где отдохнуть на море, на озерах, куда съездить в горы и что с собой взять?

Cosmopolitan
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
Секреты Лос-Анджелеса: Сара Хайланд Секреты Лос-Анджелеса: Сара Хайланд

Актриса Сара Хайланд учится любить себя и благодарить судьбу

Cosmopolitan
MeToo по-русски: в твиттере начали делиться историями о домогательствах и насилии. Герои этих историй — работники российских медиа MeToo по-русски: в твиттере начали делиться историями о домогательствах и насилии. Герои этих историй — работники российских медиа

Пользовательницы российского твиттера начали делиться историями о насилии

Esquire
Девушка дня: вокалистка Blondie Дебби Харри Девушка дня: вокалистка Blondie Дебби Харри

Вокалистка Blondie, знойный женский символ 70-х, модель и немножечко актриса

Maxim
Пирамиды, гольф, эчпочмаки и спикизи-бары: что посмотреть в Казани Пирамиды, гольф, эчпочмаки и спикизи-бары: что посмотреть в Казани

Идеи для поездки в Казань на выходные

РБК
Кофе с кардамоном: польза и вред + лучшие рецепты Кофе с кардамоном: польза и вред + лучшие рецепты

Кофе с кардамоном гораздо полезнее, чем обычный бодрящий напиток?

Playboy
Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов Оскандалились! Родственники королевских особ, которые опозорили монархов

Даже в королевских семьях встречаются «черные овцы»

Cosmopolitan
Издалека Издалека

Фантастическая повесть

Наука и жизнь
Правила жизни Робина Уильямса Правила жизни Робина Уильямса

Правила жизни американского актера и стендап-комика Робина Уильямса

Esquire
Алкоголь и загрязнение воздуха включили в список модифицируемых факторов риска развития деменции Алкоголь и загрязнение воздуха включили в список модифицируемых факторов риска развития деменции

Число факторов риска развития деменции выросло до 12

N+1
Побои, измены и страшная месть: всё о скандальном разводе Деппа и Херд Побои, измены и страшная месть: всё о скандальном разводе Деппа и Херд

Джонни Депп и Эмбер Херд продолжают выяснять отношения в суде

Cosmopolitan
Космическая эра Бенедикта Редгроува Космическая эра Бенедикта Редгроува

Проект этого фотографа приурочен к 50-летию высадки человека на Луну

Популярная механика
Счастливый мезальянс: как отбить атаку родных и друзей? Счастливый мезальянс: как отбить атаку родных и друзей?

Как выстоять под натиском и спасти свой союз

Psychologies
4 автомобильных бренда, которые исчезли (или рискуют исчезнуть) на наших глазах 4 автомобильных бренда, которые исчезли (или рискуют исчезнуть) на наших глазах

Автомобили, по которым мы не будем скучать

Maxim
В России впервые вырастили монокристаллический слиток оксида галлия В России впервые вырастили монокристаллический слиток оксида галлия

Ученые получили полупроводник, который можно использовать в силовой электронике

Популярная механика
Открыть в приложении