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

8 мужских советов из XVIII века, которые актуальны и сегодня 8 мужских советов из XVIII века, которые актуальны и сегодня

Первоклассные рекомендации, который пригодятся тебе и твоему сыну

Maxim
5 выдающихся романов о виртуальной реальности 5 выдающихся романов о виртуальной реальности

Пять выдающихся романов о виртуальной реальности, которые стоит почитать

Популярная механика
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
Безопасный фритюр Безопасный фритюр

Насколько страшен фритюр и откуда взялось предубеждение к блюдам во фритюре?

Bones
25 бронебойных советов по ухаживанию 25 бронебойных советов по ухаживанию

Самые эффективные способы добиться расположения понравившейся тебе барышни

Maxim
Ручка, которая пишет в космосе: придумано не NASA Ручка, которая пишет в космосе: придумано не NASA

Чем писали в космосе до изобретения специальной ручки

Популярная механика
Роберт де Ниро, Шон Коннери, Аль Пачино - самые сексуальные звездные дедушки Роберт де Ниро, Шон Коннери, Аль Пачино - самые сексуальные звездные дедушки

Разве можно назвать этих парней дедушками?

Cosmopolitan
Фокус удался Фокус удался

Елена Акимова отреставрировала и оформила старинный дом под Веной

AD
Как идентифицировали останки Николая II и его семьи по ДНК Как идентифицировали останки Николая II и его семьи по ДНК

На то, чтобы распутать дело убийства Романовых, ушло почти целое столетие

Популярная механика
Time (США): что читает Иван? Time (США): что читает Иван?

В 60-е бытовало мнение, что в России гуманитарные науки преподаются слабо

ИноСМИ
Учиться онлайн оказалось круто Учиться онлайн оказалось круто

Образование – это не то, когда все сидят за партой

Домашний Очаг
Все включено: как интернет изменил наш способ думать, жить и познавать мир Все включено: как интернет изменил наш способ думать, жить и познавать мир

Как пользование интернетом заставляет человеческий мозг работать по-новому

Esquire
Что на самом деле измеряют тесты интеллекта Что на самом деле измеряют тесты интеллекта

А что же это такое – интеллект?

Популярная механика
Моя попытка #5: как оправдать свои ожидания от интернет-знакомств Моя попытка #5: как оправдать свои ожидания от интернет-знакомств

Какие ожидания от онлайн-партнера могут оправдаться, а о каких стоит забыть

Cosmopolitan
Марганец и кальций упрочнили коготки пауков Марганец и кальций упрочнили коготки пауков

По износостойкости кутикула коготков пауков оказалась на уровне перламутра

N+1
Колыбель цивилизации: 8 самых крутых вулканов Солнечной системы Колыбель цивилизации: 8 самых крутых вулканов Солнечной системы

Астрофизики уверены — вулканическая активность способствует появлению жизни

Популярная механика
В плейлист: Илья Лагутенко выбрал 10 лучших песен для долгой прогулки В плейлист: Илья Лагутенко выбрал 10 лучших песен для долгой прогулки

Илья Лагутенко составил плейлист из идеальных песен для долгой прогулки

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

Исследователи смогли восстановить поврежденное легкое донора

Популярная механика
Динозавры в городе! Динозавры в городе!

Как повели бы себя древние рептилии, оказавшись посреди мегаполиса

N+1
Народные автомобили: машины, пересадившие на колеса целые страны Народные автомобили: машины, пересадившие на колеса целые страны

Кэйдзидося, чинквеченто, дешво и ни одного фольксвагена!

Maxim
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
Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр Как связать руки ремнем девушке: пошаговая инструкция для BDSM-игр

Основы связывания и бандажа

Playboy
В нищете и в обиде В нищете и в обиде

7 звезд, которые, несмотря на непростое детство, смогли стать знаменитыми

Лиза
В России бороться с боязнью химии будут с помощью VR-технологий В России бороться с боязнью химии будут с помощью VR-технологий

В ИТМО разрабатывают проект психокоррекционной программы по борьбе с хемофобией

Популярная механика
13-й полет новозеландской ракеты обернулся потерей семи спутников 13-й полет новозеландской ракеты обернулся потерей семи спутников

Семь микроспутников потеряны безвозвратно из-за неисправности ракеты

Популярная механика
Как увеличить системный раздел диска в Windows 10 Как увеличить системный раздел диска в Windows 10

Что делать, если у вас заканчивается память в системном разделе Windows 10?

CHIP
Наши финансы в кризис: возможные стратегии Наши финансы в кризис: возможные стратегии

Кризис можно использовать как возможность «разобраться» с деньгами

Psychologies
Что читать в отпуске: главные книжные новинки этого лета Что читать в отпуске: главные книжные новинки этого лета

Лучшие книжные новинки для летнего чтения

Forbes
Мода 90-х в России — какой мы ее помним? Самая популярная одежда того времени Мода 90-х в России — какой мы ее помним? Самая популярная одежда того времени

Вспоминаем тренды русских 90-х

Cosmopolitan
Термиты построили гнезда в соответствии с кривизной поверхности Термиты построили гнезда в соответствии с кривизной поверхности

Чем больше кривизна гнезд термитов, тем активнее строительство в этой области

N+1
Открыть в приложении