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

Мороз и засуха едины Мороз и засуха едины

Голод с большим количеством смертей в Европейской России 1891 года

Дилетант
Культура на кухне Культура на кухне

Антон Ковальков – о своем подходе к работе на кухне

Bones
Семь столпов мира Путина. Отрывок из книги Семь столпов мира Путина. Отрывок из книги

Главы из книги «Мир Путина: Россия и ее лидер глазами Запада»

СНОБ
Как и зачем выучить китайский язык Как и зачем выучить китайский язык

Начать говорить с 1,5 млрд человек проще, чем кажется

Maxim
“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

Как знаменитые актеры отзывались о тех, кого им пришлось играть

Cosmopolitan
Одна за всех и все за одну: какие организации помогают предпринимательницам в России Одна за всех и все за одну: какие организации помогают предпринимательницам в России

Кто в России может предложить предпринимательницам реальную помощь

Forbes
Знакомьтесь, Botter – бренд с карибскими корнями, рожденный в Европе Знакомьтесь, Botter – бренд с карибскими корнями, рожденный в Европе

Чем примечательны работы дизайнеров Рашми Боттер и Лизи Херренберг

GQ
4 климатические катастрофы, сделавшие мир чуть лучше 4 климатические катастрофы, сделавшие мир чуть лучше

Если бы не эти катастрофы, мир лишился бы важных достижений культуры и искусства

Maxim
День сурка на свадьбе: чем комедия «Палм-Спрингс» покорила американских кинокритиков День сурка на свадьбе: чем комедия «Палм-Спрингс» покорила американских кинокритиков

10 июля на платформе Hulu вышла сюрреалистическая комедия «Палм-Спрингс»

Forbes
Место на карте: Байкал Место на карте: Байкал

Знакомимся с историей легендарных природных памятников России

Культура.РФ
Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи Траур, кровь и расписание: все правила путешествий королевской семьи

Как путешествует британская королевская семья

Cosmopolitan
Цианистый калий: что это такое и как работает Цианистый калий: что это такое и как работает

Цианиды, то есть синильная кислота и ее соли, – далеко не самые сильные яды

Популярная механика
«Я не умею делать это»: Кристина Асмус рассказала о своей вредной привычке «Я не умею делать это»: Кристина Асмус рассказала о своей вредной привычке

Кристина Асмус назвала 10 необычных фактов о себе

Cosmopolitan
Она позволила делать с собой все: страшный перформанс Марины Абрамович Она позволила делать с собой все: страшный перформанс Марины Абрамович

Никто не знал, до какой чего могут дойти люди, которым дали абсолютную власть

Cosmopolitan
Мужская марка, за которой стоит следить: идеальная база и добротный минимализм российской марки Tryyt Мужская марка, за которой стоит следить: идеальная база и добротный минимализм российской марки Tryyt

Интервью с сооснователем марки Tryyt Максимом Трутом

Esquire
Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд Профессия — ретушер: кто стоит за идеальными фото российских звезд

Почему инфлюэнсеры никогда не смогут отказаться от фотошопа?

РБК
Аманда Сейфрид: «Стараюсь никого не осуждать» Аманда Сейфрид: «Стараюсь никого не осуждать»

Аманда Сейфрид – о неуверенности в себе и безотказном способе поднять настроение

Cosmopolitan
Как сохранить самоуважение во времена больших перемен Как сохранить самоуважение во времена больших перемен

Как не скатиться к негативному самовосприятию во время жизненного кризиса?

Psychologies
Вишневый пирог, который на вкус как лето: идеальный рецепт для дома Вишневый пирог, который на вкус как лето: идеальный рецепт для дома

Отличный десерт для жарких дней

Playboy
Чистим кондиционер своими руками: практические советы Чистим кондиционер своими руками: практические советы

Чистка кондиционера - обязательная и не такая уж сложная процедура

CHIP
10 ляпов и ошибок из фантастических фильмов про космос 10 ляпов и ошибок из фантастических фильмов про космос

Хьюстон, у них проблемы!

Maxim
10 советов для интенсивного и яркого оргазма 10 советов для интенсивного и яркого оргазма

Оргазм кажется нам обязательным завершением любого сексуального акта

Psychologies
Павел Дуров обвинил Apple в обмане пользователей и разработчиков Павел Дуров обвинил Apple в обмане пользователей и разработчиков

7 мифов, которые Apple использует для обоснования налога в 30% для разработчиков

Inc.
Смокер, швенкер и парилья Смокер, швенкер и парилья

Культура барбекю в России набирает обороты

Bones
Наше время Наше время

Актриса Марина Александрова: о своих близких и зачем дома вигвам

Домашний Очаг
Правила жизни Бенедикта Камбербэтча Правила жизни Бенедикта Камбербэтча

Актер, Лондон, 44 года

Esquire
Time (США): десять лучших штуковин десятилетия Time (США): десять лучших штуковин десятилетия

Cписок важнейших устройств, вошедших в нашу жизнь за прошедшее десятилетие

ИноСМИ
13 странных вещей, которые любят женщины 13 странных вещей, которые любят женщины

Этот материал поможет тебе немного лучше понять женщин

Maxim
RFID-метки помогли автоматизировать сбор снимков для распознавания птиц RFID-метки помогли автоматизировать сбор снимков для распознавания птиц

Птиц очень удобно распознавать по спинке — с точностью выше 90 процентов

N+1
Открыть в приложении