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

Тайная связь с Кубой Тайная связь с Кубой

История переговоров между Вашингтоном и Гаваной

kiozk originals
История премии Bad Sex in Fiction Award: кто и за что получал награду за худшее описание секса в литературе История премии Bad Sex in Fiction Award: кто и за что получал награду за худшее описание секса в литературе

Почему неуклюжая сцена секса еще не значит, что роман плохой?

Esquire
1001 способ рассказать партнеру о своих сексуальных фантазиях 1001 способ рассказать партнеру о своих сексуальных фантазиях

Нужно ли делиться с партнером самым сокровенным?

Psychologies
20 вопросов к Дэнни Трехо 20 вопросов к Дэнни Трехо

Дэнни Трехо рассказал, чему он научился в тюрьме и когда в последний раз плакал

Playboy
На дне бутылки: Дауни, Харди, Аффлек и другие веселые звездные алкоголики На дне бутылки: Дауни, Харди, Аффлек и другие веселые звездные алкоголики

Порой алкоголики бывают веселыми и обаятельными, как герои нашей подборки

Cosmopolitan
«На дне». Премьера «На дне». Премьера

Были бы тогда соцсети, однозначно запустили бы флешмоб «Я/МЫ Горький»

Дилетант
Любимые автомобили Илона Маска Любимые автомобили Илона Маска

Любимые транспортные средства визионера и гения Илона Маска

GQ
Жизель и фрукты Жизель и фрукты

Гузель Магдиева прославилась благодаря десертам в виде овощей и фруктов

Bones
Перерождение Венеры Перерождение Венеры

Как оставаться молодой и здоровой до ста лет можно узнать по ДНК-тесту

Vogue
Цой жив Цой жив

Виктор Цой погиб в автокатастрофе в Юрмале 15 августа 1990 года

Esquire
Одной крови Одной крови

Искренний репортаж про кровные узы

Seasons of life

Этим золотым мальчикам досталось сразу несколько бонусов

Cosmopolitan
Одна вокруг света: отпустите меня в Гималаи, и я останусь там навсегда Одна вокруг света: отпустите меня в Гималаи, и я останусь там навсегда

77-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Правозащитники выпустили доклад об ухудшении ситуации с домашним насилием в России Правозащитники выпустили доклад об ухудшении ситуации с домашним насилием в России

Статистика обращений за помощью жертв насилия во время пандемии

Forbes
Редактирование эмбриона бычка превратит половину его женских потомков в самцов Редактирование эмбриона бычка превратит половину его женских потомков в самцов

Ген SRY заставит XX зародыши развиваться по мужскому пути

N+1
Отцовские чувства: почему они есть не у всех? Отцовские чувства: почему они есть не у всех?

Почему не все мужчины проявляют отцовские чувства к своим детям?

Psychologies
Возвращение «пилы Чурова»: о чем свидетельствуют нарушения при голосовании о поправках в Конституцию Возвращение «пилы Чурова»: о чем свидетельствуют нарушения при голосовании о поправках в Конституцию

Насколько честно проходила компания по изменению Конституции России

Forbes
Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям Старые матери-коловратки дали жизнь слабым дочерям

Возраст матери-коловратки отрицательно сказывается на потомстве

N+1
Личные границы: вернуть и отстоять Личные границы: вернуть и отстоять

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

Psychologies
Ворочают миллионами: сколько зарабатывает десятка самых богатых русских звезд Ворочают миллионами: сколько зарабатывает десятка самых богатых русских звезд

Сколько зарабатывают и на что тратят деньги самые богатые русские звезды до 40?

Cosmopolitan
Виноваты звезды. Как астроном Сесилия Пейн-Гапошкина стала первой женщиной-профессором и главой кафедры в Гарварде Виноваты звезды. Как астроном Сесилия Пейн-Гапошкина стала первой женщиной-профессором и главой кафедры в Гарварде

Как ученая написала лучшую докторскую по астрономии современности

Forbes
Китай запустил свой первый марсоход Китай запустил свой первый марсоход

Он прибудет к планете в феврале следующего года, а сядет в апреле

N+1
В северном Казахстане обнаружили следы ранней верховой езды Бронзового века В северном Казахстане обнаружили следы ранней верховой езды Бронзового века

В Казахстане лошади были одомашнены в начале второго тысячелетия до нашей эры

N+1
Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума

Что люди могут узнать о Вселенной благодаря квантовым эффектам?

Forbes
Как правильно загорать? Лучшие лайфхаки красивого загара для светлой кожи Как правильно загорать? Лучшие лайфхаки красивого загара для светлой кожи

Пока погода радует солнечными деньками, ловите момент – и загорайте!

Cosmopolitan
В Ленобласти найдены шведские редуты времен Северной войны В Ленобласти найдены шведские редуты времен Северной войны

Результаты раскопок на месте, где произошло одно из сражений Северной войны

Популярная механика
Счастье — это когда тебя любят те, кого любишь ты Счастье — это когда тебя любят те, кого любишь ты

Можно ли желать себе счастья, когда всем вокруг плохо?

Psychologies
Не могу сказать «прощаю» Не могу сказать «прощаю»

Почему так трудно отпустить прошлые обиды и все забыть

Лиза
О чем говорят стены, куда приведет разметка: как будут выглядеть общественные пространства после пандемии О чем говорят стены, куда приведет разметка: как будут выглядеть общественные пространства после пандемии

Как будут выглядеть общественные пространства, когда пандемия закончится?

Forbes
Российские ученые описали структуру супертвердого борида вольфрама Российские ученые описали структуру супертвердого борида вольфрама

Ученые из Сколтеха синтезировали и описали свойства борида вольфрама

N+1
Открыть в приложении