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

Один из важнейших городов майя погубило отравление питьевой воды Один из важнейших городов майя погубило отравление питьевой воды

Почему майя покинули город Тикаль на севере Гватемалы?

N+1
Без слова «нельзя»: как нам не удалось спасти «Ведомости» Без слова «нельзя»: как нам не удалось спасти «Ведомости»

Бывший заместитель главного редактора «Ведомостей» размышляет о судьбе издания

Forbes
Издалека Издалека

Фантастическая повесть

Наука и жизнь
Мыльная филология Мыльная филология

Татьяна Алешичева о втором сезоне «Моей гениальной подруги»

Weekend
Тесла vs Эдисон: битва гения с бизнесом Тесла vs Эдисон: битва гения с бизнесом

Кто же лучше — Никола Тесла или Томас Эдисон?

Популярная механика
Как устроены школы в США? 10 главных особенностей Как устроены школы в США? 10 главных особенностей

Чем школы в Америке отличаются от российских?

Psychologies
«Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии «Зеленый» рост: что будет с возобновляемой энергетикой после пандемии

Какие технологии сегодня развиваются в альтернативной энергетике

Inc.
«Я хотел изобразить состояние смерти»: художник Чжан Хуань — о серии работ Love, мире после пандемии и искусстве будущего «Я хотел изобразить состояние смерти»: художник Чжан Хуань — о серии работ Love, мире после пандемии и искусстве будущего

В своих работах Чжан Хуань поднимает темы религии, семьи, политики

Esquire
Алкогений: Петр Первый Алкогений: Петр Первый

Петр Великий был реформатором российского пьянства

Maxim
Как взорвать прогресс: разрушительная история динамита Как взорвать прогресс: разрушительная история динамита

История по-настоящему революционной взрывчатки

Популярная механика
Что делать, если мой гардероб состоит только из черных вещей Что делать, если мой гардероб состоит только из черных вещей

На примере молодого Тима Бертона разбираемся, как добавить в образы больше цвета

GQ
Правила жизни Кевина Бейкона Правила жизни Кевина Бейкона

Правила жизни актера Кевина Бейкона

Esquire
Как фермер из Владимирской области стал одним из крупнейших поставщиков Lay’s и зарабатывает на картошке больше 400 млн рублей в год Как фермер из Владимирской области стал одним из крупнейших поставщиков Lay’s и зарабатывает на картошке больше 400 млн рублей в год

Андрей Синицын начал картофельный бизнес еще в 90-х

Forbes
Авдотья Панаева. Дом разбитых сердец Авдотья Панаева. Дом разбитых сердец

Николай Некрасов, Авдотья Панаева и возрождение «Современника»

Караван историй
Исследование: сидячая работа помогает сохранить мыслительные способности в старости Исследование: сидячая работа помогает сохранить мыслительные способности в старости

Люди, занятые умственным трудом, подвержены меньшему риску когнитивных нарушений

Inc.
Письмо телу Письмо телу

Как заметить свое тело и начать строить с ним отношения

Seasons of life
Животные и математика: до скольки умеют считать колибри Животные и математика: до скольки умеют считать колибри

Какими математическими способностями обладают колибри?

Популярная механика
Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата Spektrum (Германия): конец человечества в результате изменения климата

Действительно ли человечество вымрет по собственной вине?

ИноСМИ
Неэтичность, бардак с документами и культурный гэп. За что в Европе не любят российские стартапы Неэтичность, бардак с документами и культурный гэп. За что в Европе не любят российские стартапы

Главные препятствия для зарубежной экспансии российских стартапов

Inc.
Как сделать свою квартиру уютнее: простые советы для тех, кто не может собраться Как сделать свою квартиру уютнее: простые советы для тех, кто не может собраться

Пора уже заняться своим личным пространством

Playboy
Русские писатели на сцене домашних театров Русские писатели на сцене домашних театров

Вспоминаем, кто из русских классиков блистал на подмостках домашних театров

Культура.РФ
Китайцы обманом увеличили численность редких крачек Китайцы обманом увеличили численность редких крачек

Китайские орнитологи успешно применили метод социального привлечения

N+1
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
«Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду «Вирусная» песня зонотрихий за шестьдесят лет захватила всю Канаду

За шестьдесят лет птицы белошейные зонотрихии полностью изменили свой репертуар

N+1
Правила жизни Хелен Миррен Правила жизни Хелен Миррен

Хелен Миррен: «Все актеры — жулики и бродяги»

Esquire
Благотворительные матчи в FIFA, «домашний» турнир adidas и новые форматы для блогеров: как киберспорт стал главным развлечением карантина Благотворительные матчи в FIFA, «домашний» турнир adidas и новые форматы для блогеров: как киберспорт стал главным развлечением карантина

Что такое киберспорт? Как начать зарабатывать играми и найти команду?

Esquire
Оргазм во сне: как подарить себе эротическую фантазию? Оргазм во сне: как подарить себе эротическую фантазию?

Как можно дарить себе эротические сказки, где всегда будет счастливый конец?

Psychologies
Ветер в голове Ветер в голове

Какие проблемы волос возникают летом и как их решать

Лиза
Почему Дэвид Бекхэм так любит часы Tudor? Почему Дэвид Бекхэм так любит часы Tudor?

Ищем истоки часовой дружбы между Дэвидом Бекхэм и брендом Tudor

GQ
«Пока у нас не рассказывают про выращивание баклажанов — на рынке всё плохо»: какие ниши не заняты в подкастах в России «Пока у нас не рассказывают про выращивание баклажанов — на рынке всё плохо»: какие ниши не заняты в подкастах в России

Какие темы могут заинтересовать слушателей

VC.RU
Открыть в приложении