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

Личное дело Натана Стругацкого Личное дело Натана Стругацкого

В архиве РНБ (бывшая Публичка) обнаружили личное дело Натана Стругацкого

Дилетант
Учимся на ошибках: топ-6 пиджаков, которые вышли из моды, и чем их заменить? Учимся на ошибках: топ-6 пиджаков, которые вышли из моды, и чем их заменить?

Пиджак — неотъемлемая часть гардероба любой девушки

Cosmopolitan
В чем состоит польза поиска НЛО В чем состоит польза поиска НЛО

Поиск инопланетян может привести к технологическим прорывам

Популярная механика
“Крестики-нолики”: как никогда не проигрывать в эту игру “Крестики-нолики”: как никогда не проигрывать в эту игру

Нет ни одного человека, который не играл бы в эту примитивную игру

Популярная механика
Гороскоп ненависти: что приводит в ярость знаки зодиака? Гороскоп ненависти: что приводит в ярость знаки зодиака?

Хочешь узнать, что может привести тебя в ярость?

Cosmopolitan
Подключение легких человека к свинье восстановило функцию органа Подключение легких человека к свинье восстановило функцию органа

Исследователи смогли восстановить поврежденное легкое донора

Популярная механика
Жесткое планирование и короткие встречи: что делает Илон Маск, чтобы оставаться продуктивным Жесткое планирование и короткие встречи: что делает Илон Маск, чтобы оставаться продуктивным

Как Илону Маску удается делать множество дел одновременно?

Esquire
Легальный наркотик: как избавиться от пристрастия к сосудосуживающим каплям Легальный наркотик: как избавиться от пристрастия к сосудосуживающим каплям

Насколько опасно пристрастие к каплям от насморка?

Cosmopolitan
Манихеи: христианство в смеси с буддизмом и зороастризмом Манихеи: христианство в смеси с буддизмом и зороастризмом

Расколы и ереси. Проект Сергея Ходнева

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
Правый руль — 2020. Какие модели сейчас привозят в Россию Правый руль — 2020. Какие модели сейчас привозят в Россию

Какие автомобили с правым рулем сейчас привозят и по какой цене?

РБК
Иллюстратор Светлана Муллари — о работе над дудлом Google, посвященным советскому режиссеру, автору Иллюстратор Светлана Муллари — о работе над дудлом Google, посвященным советскому режиссеру, автору

О Татьяне Лиозновой — важном режиссере для истории кинематографа XX века

Esquire
Проигрыш антивещества: как поймать частицу для раскрытия тайны материи Проигрыш антивещества: как поймать частицу для раскрытия тайны материи

В подземных лабораториях ученые ставят уникальные эксперименты

Популярная механика
Живот скрутило! Живот скрутило!

Лето – горячий сезон для пищевых отравлений и кишечных инфекций

Лиза
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
«Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак? «Женила на себе»: кому на самом деле выгоден брак?

Веками считалось, что брак нужен женщине больше, чем мужчине

Psychologies
Личные границы: вернуть и отстоять Личные границы: вернуть и отстоять

Наши границы пытаются порой нарушить и родные, и коллеги, и друзья

Psychologies
Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle Игнорируйте «нет», приспосабливайтесь к рынку и не бойтесь саморазрушения: уроки Джеффа Безоса во время создания Kindle

Дэн Роуз о том, чему научился во время работы с основателем Amazon

VC.RU
10 самых известных предсказаний конца света: пранк длиной в 2000 лет 10 самых известных предсказаний конца света: пранк длиной в 2000 лет

Десять самых громких предсказаний грядущего Армагеддона

Популярная механика
Артемий Леонтьев: Москва, Адонай! Артемий Леонтьев: Москва, Адонай!

Отрывок из второй части дилогии Артемия Леонтьева «Рай и Ад»

СНОБ
Это не ваше дело! Вопрос, который нельзя задавать женщинам Это не ваше дело! Вопрос, который нельзя задавать женщинам

Чего ты ждешь? Часики-то тикают!

Cosmopolitan
Холодная сварка: действительно ли это работает? Холодная сварка: действительно ли это работает?

Говорят, что холодная сварка соединяет любой материал. Действительно ли это так?

CHIP
Сила горя: зачем нужно оплакивать потери Сила горя: зачем нужно оплакивать потери

Одно из самых тяжких человеческих переживаний часто раскладывают на стадии

Psychologies
Как стать тревел-блогером: подробный гид для тех, кто хочет объездить весь мир Как стать тревел-блогером: подробный гид для тех, кто хочет объездить весь мир

Что именно надо сделать, чтобы стать тревел-блогером?

Playboy
Наши ребята! Харди, Лоу, Шварценеггер, Кейдж и другие актеры в роли русских Наши ребята! Харди, Лоу, Шварценеггер, Кейдж и другие актеры в роли русских

Кто из знаменитых иностранцев играл русских - и как это у них получилось

Cosmopolitan
9 необычных способов использовать кофе 9 необычных способов использовать кофе

История взаимодействия человека и кофе полна взлетов и падений

Maxim
Школа будущих «единорогов»: как работает университет первого в России IT-города Школа будущих «единорогов»: как работает университет первого в России IT-города

В этом университете готовят дефицитных специалистов в сфере высоких технологий

Forbes
Из волшебного мира в реальность: что стало с актерами фильмов о Гарри Поттере Из волшебного мира в реальность: что стало с актерами фильмов о Гарри Поттере

Досье на повзрослевших актеров поттерианы

Cosmopolitan
Вспоминая «Пасвик» Вспоминая «Пасвик»

Вся живая природа Севера подчинена жёсткому ритму

Наука и жизнь
La Vanguardia (Испания): полезно ли есть больше двух яиц в неделю? La Vanguardia (Испания): полезно ли есть больше двух яиц в неделю?

Сколько яиц можно есть и как рекомендуют их употреблять?

ИноСМИ
Открыть в приложении