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

Техпарад Техпарад

Новости мира науки и техники

Популярная механика
Утвердили — и отказали: Гослинг, Сталлоне и другие актеры, уволенные со съемок Утвердили — и отказали: Гослинг, Сталлоне и другие актеры, уволенные со съемок

То, что актера утвердили на роль, еще не значит, что он ее сыграет

Cosmopolitan
Крысы оказались подвержены эффекту свидетеля Крысы оказались подвержены эффекту свидетеля

В присутствии наблюдателей животные не склонны помогать попавшим в беду

N+1
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
«Отец отнял у меня уверенность в себе как в женщине» «Отец отнял у меня уверенность в себе как в женщине»

Считается, что отношения с отцом во многом определяют женскую судьбу

Psychologies
Как заставить себя делать то, что не хочется: 9 способов борьбы с ленью Как заставить себя делать то, что не хочется: 9 способов борьбы с ленью

Как справиться со своей ленью?

Playboy
Что такое согласие, или Новые правила секса Что такое согласие, или Новые правила секса

Чем опасно фокусировать внимание только на теме согласия на секс

СНОБ
«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
«Страна должна сделать так, чтобы политика не лезла в IT». Фазлыев, Токовинин, Хачуян, Орловский и Чачава — о налоговом маневре в IT-индустрии «Страна должна сделать так, чтобы политика не лезла в IT». Фазлыев, Токовинин, Хачуян, Орловский и Чачава — о налоговом маневре в IT-индустрии

Что предложенный налоговый маневр значит для IT-индустрии?

Inc.
Антивозрастной макияж: главные «омолаживающие» советы от визажистов Антивозрастной макияж: главные «омолаживающие» советы от визажистов

С помощью макияжа ты можешь менять свой возраст легко и безболезненно!

Cosmopolitan
Какого цвета закат на других планетах Какого цвета закат на других планетах

От чего зависит цвет заката на других небесных телах Солнечной системы?

Популярная механика
Президент нового типа: как изменился государственный строй в Российской Федерации Президент нового типа: как изменился государственный строй в Российской Федерации

Платой за перемены может оказаться раскол основания политической системы России

Forbes
Не тот Не тот

Если вы заправили автомобиль не тем топливом, главное не паниковать

Популярная механика
Самые жаркие фильмы про стриптиз: 11 ярких картин, которые стоит увидеть Самые жаркие фильмы про стриптиз: 11 ярких картин, которые стоит увидеть

Подборка лучших и необычных фильмов, посвященных стриптизершам.

Playboy
Сколько тебе нужно белка, чтобы нарастить мышечную массу? Ответы на главные вопросы о протеине Сколько тебе нужно белка, чтобы нарастить мышечную массу? Ответы на главные вопросы о протеине

Сколько именно протеина стоит съедать для заветного результата?

Playboy
Китай запустил свой первый марсоход Китай запустил свой первый марсоход

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

N+1
Наше время Наше время

Актриса Марина Александрова: о своих близких и зачем дома вигвам

Домашний Очаг
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
Искусство неловкого молчания. Тайное оружие Илона Маска и Стива Джобса Искусство неловкого молчания. Тайное оружие Илона Маска и Стива Джобса

У основателей Tesla и Apple есть кое-что общее — «правило неловкого молчания»

Inc.
8 фильмов о еде: «Вкус жизни», «Ешь, молись, люби» и другие 8 фильмов о еде: «Вкус жизни», «Ешь, молись, люби» и другие

Киноленты, в которых еда становится одним из главных героев

РБК
Зачем они расстались? Красивые звездные парочки, по которым мы скучаем Зачем они расстались? Красивые звездные парочки, по которым мы скучаем

Парочки, о расставании которых многие до сих пор сожалеют

Cosmopolitan
«Он Ленина на *** послал!» «Он Ленина на *** послал!»

Третьего ареста он ждал в 1937 году, однако его арестовали уже после ежовщины

Дилетант
Польза и вред шоколада для здоровья мужчины: основные эффекты вкусного десерта Польза и вред шоколада для здоровья мужчины: основные эффекты вкусного десерта

Почему шоколад стоит добавить в стой рацион

Playboy
Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории Родителей не выбирают: звезды, выросшие в семьях преступников, – жуткие истории

Звезды, чьи родители когда-то ступили не на ту дорожку

Cosmopolitan
Морским и пресноводным рыбам пообещали проблемы с размножением к концу века Морским и пресноводным рыбам пообещали проблемы с размножением к концу века

Около 60% рыб к 2100 году окажутся в неприемлемых для них температурных условиях

N+1
Дарья Шпаликова. Завещание Дарья Шпаликова. Завещание

Дарья Шпаликова рассказывает о своей жизни, родителях и карьере

Караван историй
Отношения с грибами оказались главным фактором роста корней Отношения с грибами оказались главным фактором роста корней

Растение выбирает, самому добывать минералы или отдать эту задачу мицелию гриба

N+1
Секс-бомба с дислексией и жена миллиардера: неожиданные факты о Сальме Хайек Секс-бомба с дислексией и жена миллиардера: неожиданные факты о Сальме Хайек

Сальма Хайек — из тех актрис, которые упорно работают над карьерой

Cosmopolitan
От гладких волн и буйных кудрей до боба: 8 звездных причесок, изменивших мир От гладких волн и буйных кудрей до боба: 8 звездных причесок, изменивших мир

Прическа влияет на то, как складывается день, а в итоге и вся жизнь

Cosmopolitan
Как носить запонки на рубашке: подробный гайд для стильных парней Как носить запонки на рубашке: подробный гайд для стильных парней

Как и когда носить мужские запонки?

Playboy
Открыть в приложении