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

Царь-птица Царь-птица

К этим гордым и боевым птицам мы относимся с поразительным пренебрежением

Популярная механика
Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться Как поступить, если вы изменили партнеру, но не хотите расставаться

Вы изменили партнеру. Как поступить, чтобы сохранить отношения?

Psychologies
Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг Кто такие майнд-коучи и зачем нужно тренировать мозг

Что такое майнд-фитнес и почему прокачивать мозг полезно

РБК
Искать единственную Искать единственную

Думаешь, ты нашел свою Единственную?

Playboy
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
Все просто бесит! Все просто бесит!

Раздражает абсолютно всё. Почему так происходит и как это исправить?

Лиза
Ушла вслед за мамой: трагедия дочери Уитни Хьюстон — Бобби Кристины Браун Ушла вслед за мамой: трагедия дочери Уитни Хьюстон — Бобби Кристины Браун

Бобби практически повторила трагическую судьбу своей легендарной матери

Cosmopolitan
13 пасхалок, которые ты не заметил в «Дне независимости» 13 пасхалок, которые ты не заметил в «Дне независимости»

Английская поэзия XIX века, зашифрованные послания и еще уйма всего!

Maxim
«Я хочу показать, что можно спать 8,5 часов в сутки и управлять двумя компаниями». Джек Дорси — о культуре, ценностях и совершенстве «Я хочу показать, что можно спать 8,5 часов в сутки и управлять двумя компаниями». Джек Дорси — о культуре, ценностях и совершенстве

Что писал и говорил в разные годы Джек Дорси

Inc.
Зеркало души: как понять все о человеке, посмотрев ему в глаза Зеркало души: как понять все о человеке, посмотрев ему в глаза

Форма, разрез и цвет глаз служат четким отражением характера своего обладателя

Cosmopolitan
Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида Сахарных сумчатых летяг разделили на три вида

Чем отличаются друг от друга эти маленькие зверьки из Австралии?

N+1
Самый короткий путь на Килиманджаро, лучший рассвет в саванне и ночь на дне моря: 7 причин поехать в Танзанию Самый короткий путь на Килиманджаро, лучший рассвет в саванне и ночь на дне моря: 7 причин поехать в Танзанию

Что можно успеть сделать в Танзании этим летом

Forbes
Как и зачем выучить китайский язык Как и зачем выучить китайский язык

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

Maxim
Плюсы и минусы поддержки IT отрасли Плюсы и минусы поддержки IT отрасли

Правительство РФ утвердило беспрецедентные меры для поддержки IT-сферы

СНОБ
Изобретение штрих-кода: как в 1974 опознали первую жвачку Изобретение штрих-кода: как в 1974 опознали первую жвачку

Ничто так не изменило облик современной торговли, как штрих-код

Популярная механика
Скованные одной цепью: что объединяет приговоры Светлане Прокопьевой, Кириллу Серебренникову и Егору Жукову Скованные одной цепью: что объединяет приговоры Светлане Прокопьевой, Кириллу Серебренникову и Егору Жукову

Какое послание для граждан несет в себе приговор Светлане Прокопьевой

Forbes
Щи из молодой капусты Щи из молодой капусты

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

Weekend
Обыкновенный хомяк оказался на грани полного исчезновения Обыкновенный хомяк оказался на грани полного исчезновения

Причины вымирания этих грызунов — сельское хозяйство и световое загрязнение

N+1
Coca-Cola vs Pepsi: 10 фактов о столетнем противостоянии брендов Coca-Cola vs Pepsi: 10 фактов о столетнем противостоянии брендов

Столетняя война брендов - это не противостояние вкусов, а чистейший маркетинг

Популярная механика
Кето-диета: что нужно знать, прежде чем пробовать Кето-диета: что нужно знать, прежде чем пробовать

Разбираемся, кому подходит кето-диета и чем она может быть опасна

РБК
«Не рыба, но удочка»: как живут дети миллиардеров, которым не досталось состояние родителей «Не рыба, но удочка»: как живут дети миллиардеров, которым не досталось состояние родителей

Как зарабатывают наследники Хилтона, Баффета и других громких фамилий

Forbes
Мяукающие монахини и еще 5 случаев массовой истерии Мяукающие монахини и еще 5 случаев массовой истерии

Если сходить с ума, то сообща!

Maxim
Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности Призрачный рейс 401: духи капитана и авиамеханика предупреждали об опасности

Обычный рейс Нью-Йорк — Майами. Ничего не предвещало беды

Cosmopolitan
Вышла из тени Вышла из тени

Почему актриса Дакота Джонсон спокойно относится к популярности

Grazia
Из-за глобального потепления суркам стало легче выжить летом и труднее зимой Из-за глобального потепления суркам стало легче выжить летом и труднее зимой

Одни и те же виды могут по-разному реагировать на климатические изменения

N+1
Астрономы увидели ультрафиолетовое свечение после взрыва белого карлика Астрономы увидели ультрафиолетовое свечение после взрыва белого карлика

Как в космосе производятся такие тяжелые металлы, как железо

N+1
Повесть из книги Сухбата Афлатуни «Глиняные буквы, плывущие яблоки» Повесть из книги Сухбата Афлатуни «Глиняные буквы, плывущие яблоки»

Сборник разных повестей узбекского писателя Сухбата Афлатуни

СНОБ
Эжен и ребята Эжен и ребята

Дом в пригороде Парижа, где живет семья с тремя детьми

Seasons of life
15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик 15 лучших современных фильмов из 15 бывших советских республик

Какое кино снимают бывшие республики СССР и как у них это получается

Maxim
Шучу-шучу: есть ли у животных чувство юмора Шучу-шучу: есть ли у животных чувство юмора

Являются ли люди единственным видом на Земле который умеет смеяться?

Популярная механика
Открыть в приложении