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

30 до 30. Предпринимательство 30 до 30. Предпринимательство

Список Forbes молодых и перспективных россиян. Предпринимательство

Forbes
Система активного шумоподавления ослабила звуки из открытого окна Система активного шумоподавления ослабила звуки из открытого окна

Как справиться городским шумом, не отказываясь от естественной вентиляции?

N+1
Артемий Леонтьев: Москва, Адонай! Артемий Леонтьев: Москва, Адонай!

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

СНОБ
Война на истощение Война на истощение

70 лет назад, в конце июня 1950 года, началась Корейская война

Огонёк
Не жалея живота Не жалея живота

Эта трехдневная диета поможет уменьшить объем талии на 3 см

Лиза
Самовоспроизводящаяся система самосовершенствования Самовоспроизводящаяся система самосовершенствования

Построение производственных систем для российской промышленности

Эксперт
Да он не меняется! Любопытные моменты из жизни Киану Ривза Да он не меняется! Любопытные моменты из жизни Киану Ривза

Порой кажется, что Киану Ривз не стареет!

Cosmopolitan
Мужчины не плачут? Мужчины не плачут?

Что бы там ни говорили, но у сильного пола есть немало слабостей

Лиза
Райские кучи: 6 необычных облаков, и почему они такие Райские кучи: 6 необычных облаков, и почему они такие

Облака бывают не только кучевые, перистые или слоистые

Maxim
Перерождение Венеры Перерождение Венеры

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

Vogue
Рыжих лисиц и песцов уличили в поедании человеческих объедков в среднем палеолите Рыжих лисиц и песцов уличили в поедании человеческих объедков в среднем палеолите

42 тысячи лет назад рыжие лисы и песцы кормились остатками человеческой добычи

N+1
MAXIM рецензирует «Хэппи-энд», российское кино с Таиландом в главной роли MAXIM рецензирует «Хэппи-энд», российское кино с Таиландом в главной роли

Лирическая комедия, которая убеждает нас, что амнезия — это еще не эвтаназия

Maxim
«Пламенеющий» урожай: почему 2019 год стал исключительным в истории виноделия «Пламенеющий» урожай: почему 2019 год стал исключительным в истории виноделия

Впервые за долгое время сбор урожая Бордо не был омрачен ни ливнем, ни градом

Forbes
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
«Кусачее» солнышко «Кусачее» солнышко

У маленьких аллергиков летом часто возникает фотодерматоз

Лиза
Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился Биосфера-2: двухлетний эксперимент по выживанию в замкнутой среде, который провалился

В фильме «Марсианин» нам такого не обещали!

Maxim
Болотоведы за четыре года нагрели болото и превратили его в источник парниковых газов Болотоведы за четыре года нагрели болото и превратили его в источник парниковых газов

Потепление сделало болота источниками эмиссии парниковых газов

N+1
Эволюция женщины в кино: домохозяйка, милашка, карьеристка, супергероиня Эволюция женщины в кино: домохозяйка, милашка, карьеристка, супергероиня

Чего только не натерпелись главные героини за историю кино

Cosmopolitan
Фокус удался Фокус удался

Елена Акимова отреставрировала и оформила старинный дом под Веной

AD
Джоконда для зумеров: мировые музеи жаждут молодой крови Джоконда для зумеров: мировые музеи жаждут молодой крови

Как заинтересовать искусством самых молодых?

Forbes
Люди создают животных, не способных жить: жертвы селекции в XXI веке Люди создают животных, не способных жить: жертвы селекции в XXI веке

Мы привыкли думать, что селекция направлена на улучшение качеств животных

Популярная механика
Сериал «Тьма»: самый мрачный и запутанный проект Netflix завершился, и вы обязаны его посмотреть Сериал «Тьма»: самый мрачный и запутанный проект Netflix завершился, и вы обязаны его посмотреть

Финал сериала «Тьма» стоит всех мук просмотра

GQ
Риз Уизерспун. Блондинка вне закона Риз Уизерспун. Блондинка вне закона

Возможно, в сутках Риз Уизерспун не менее тридцати шести часов

Караван историй
Изменение климата укоротило гнездовой период финских птиц Изменение климата укоротило гнездовой период финских птиц

Как климатические изменения повлияли на финских птиц

N+1

Оксана Самойлова впервые высказалась о несостоявшемся разводе с рэпером Джиганом

Cosmopolitan
Ирина Лылова: «В ресторанах редко встретишь классного шеф-кондитера» Ирина Лылова: «В ресторанах редко встретишь классного шеф-кондитера»

Ирина Лылова о своем отношении к профессии кондитера

Bones
Правда ли, что ругань уменьшает боль: неожиданная польза мата Правда ли, что ругань уменьшает боль: неожиданная польза мата

Почему крепкое словцо иногда может быть лучше таблетки ибупрофена

Популярная механика
Русского осетра скрестили с американским веслоносом Русского осетра скрестили с американским веслоносом

Венгерским ученым удалось получить жизнеспособные гибриды осетров и веслоносов

N+1
“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
Когда в город войдут танки: история инженерной мысли Когда в город войдут танки: история инженерной мысли

Каким образом учитывать возможность ведения боя в городе для танка?

Популярная механика
Открыть в приложении