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

Как полюбить будущее и не сойти с ума Как полюбить будущее и не сойти с ума

Артемий Лебедев в российском интернете, как Пелевин – в русской литературе

Популярная механика
«Дорогой, теперь ты мой»: о чем мы на самом деле ссоримся на кухне «Дорогой, теперь ты мой»: о чем мы на самом деле ссоримся на кухне

Из-за чего на самом деле мы ссоримся, споря о немытой посуде?

Psychologies

Этим золотым мальчикам досталось сразу несколько бонусов

Cosmopolitan
«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
Сила горя: зачем нужно оплакивать потери Сила горя: зачем нужно оплакивать потери

Одно из самых тяжких человеческих переживаний часто раскладывают на стадии

Psychologies
Наука и жизнь 1890: Фтористый этилъ Наука и жизнь 1890: Фтористый этилъ

Зачем понадобилось описывать свойства недавно синтезированного соединения?

Наука и жизнь
«Добрый» диктатор «Добрый» диктатор

Хрущёв искренне пытался улучшить жизнь народа. Но получилось... как всегда?

Дилетант
Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек Жертвы домашнего насилия среди звезд: истории Рианны, Жасмин и других девушек

Самые шокирующие истории знаменитостей, о которых они не побоялись рассказать

Cosmopolitan
Какие бывают масла: гид по главному компоненту в кулинарии Какие бывают масла: гид по главному компоненту в кулинарии

Мифы о жирах и жирных кислотах

Популярная механика
Екатерина Бокучава: «Я не могу назвать себя ресторатором» Екатерина Бокучава: «Я не могу назвать себя ресторатором»

Екатерина Бокучава пришла в ресторанный бизнес из-за любви к искусству

Bones
Сухие и ломкие волосы у мужчин: причины и советы по уходу Сухие и ломкие волосы у мужчин: причины и советы по уходу

Когда вместо шевелюры — пучок сухого сена

Playboy
Восстановлению подлежит Восстановлению подлежит

Отечественной промышленности приходится возвращать утраченные компетенции

Эксперт
Восточные тонкости Восточные тонкости

Пастилья с бараниной и вишней — встреча двух старинных друзей

Огонёк
Science (США): завоевание Древнего Египта могло быть восстанием иммигрантов Science (США): завоевание Древнего Египта могло быть восстанием иммигрантов

Возможно, это мог быть прототип библейского Исхода

ИноСМИ
Отрывок из книги Дениса Миллера «Кодекс Арафской дуэли» Отрывок из книги Дениса Миллера «Кодекс Арафской дуэли»

Первая глава нового фэнтезийного романа для подростков Дениса Миллера

СНОБ
6 событий, случившихся всего раз в истории 6 событий, случившихся всего раз в истории

Знаете ли вы, что Миссисипи повернула вспять и какое-то время в другую сторону?

Популярная механика
Nature (Великобритания): как «Фейсбук», «Твиттер» и другие массивы данных сделали революцию в социологии Nature (Великобритания): как «Фейсбук», «Твиттер» и другие массивы данных сделали революцию в социологии

В лагере социологов разгорелась своего рода борьба за власть

ИноСМИ
Суровость и женственность 40-х: Prada FW 09, Miu Miu FW 11, Dries Van Noten FW 10, Bottega Veneta SS 13 Суровость и женственность 40-х: Prada FW 09, Miu Miu FW 11, Dries Van Noten FW 10, Bottega Veneta SS 13

Скромность, бедность, суровая простота — реплики 40-х от Prada, Miu Miu и других

Weekend
Неприкосновенный запас Неприкосновенный запас

Полная ревизия на случай повторения неприятной ситуации

GQ
Талантливы во всем: Депп, Стрип, Куценко и еще 18 актеров, которые хорошо поют Талантливы во всем: Депп, Стрип, Куценко и еще 18 актеров, которые хорошо поют

В рамках конкуренции актерам приходится не только талантливо играть, но и петь

Cosmopolitan
Щи из молодой капусты Щи из молодой капусты

Преимущества постных кислых щей: их можно есть и в горячем, и в холодном виде

Weekend
Думать ногами Думать ногами

Писатель Нина Дашевская рассказывает, как запустить движение в своей голове

Seasons of life
Как работает эффект иллюзии правды Как работает эффект иллюзии правды

Отрывок из книги «Анатомия заблуждений, или Большая книга критического мышления»

СНОБ
Об одном забытом слове Об одном забытом слове

Что случилось с первой матцею московского первопечатника?

Наука и жизнь
Испанский красный Испанский красный

Дизайнер Хайме Берьестайн оформил квартиру в Барселоне для американской семьи

AD
Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях? Головная боль: виды, причины и лечение. Что делать при частых головных болях?

В чем может быть причина головной боли, что делать и когда бежать к врачу?

Cosmopolitan
Колибри запомнили порядковый номер цветков Колибри запомнили порядковый номер цветков

Охристые колибри умеют определять порядковый номер искусственных цветков

N+1
Ощущение счастья оказалось слабо зависимым от семейного положения Ощущение счастья оказалось слабо зависимым от семейного положения

Женатые пожилые люди в действительности счастливее своих одиноких сверстников

N+1
Антиутопия общих мест Антиутопия общих мест

Татьяна Алешичева о «Дивном новом мире»

Weekend
Масштаб, брутализм и Faradenza: за что и сегодня ценят архитектуру российских курортов Масштаб, брутализм и Faradenza: за что и сегодня ценят архитектуру российских курортов

Чем примечательна архитектура пяти старых российских здравниц

Forbes
Открыть в приложении