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

Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых Почему беседу стоит прерывать раньше, чем мы привыкли: мнение ученых

Большинство участников любой беседы на самом деле хотят, чтобы диалог закончился

Популярная механика
«Мир, в котором я живу» «Мир, в котором я живу»

Екатерина Климова умеет быть разной и непредсказуемой

OK!
Чего боятся женщины: руководители крупных компаний рассказали о своих профессиональных страхах Чего боятся женщины: руководители крупных компаний рассказали о своих профессиональных страхах

У 37% женщин-руководителей есть страх эмоционально выгореть

Forbes
До жути прекрасны: 10 самых сексуальных кинозлодеек всех времен – кто они До жути прекрасны: 10 самых сексуальных кинозлодеек всех времен – кто они

10 сексуальных злодеек, завоевавших любовь вопреки своей дьявольской сущности

Cosmopolitan
Всё, что вам нужно знать знать о консилере для лица Всё, что вам нужно знать знать о консилере для лица

Каждая девушка мечтает о ровном и красивом цвете лица

Cosmopolitan
Настройщики Настройщики

Как одна бережная и уважительная работа с телом может изменить жизнь к лучшему

Seasons of life
Человек — друг собаки: 5 правил обращения с питомцами Человек — друг собаки: 5 правил обращения с питомцами

Как проверить себя и понять, правильно ли мы ведем себя со своей собакой

Psychologies
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
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
Как Российская и Британская империи приручали покоренные элиты Как Российская и Британская империи приручали покоренные элиты

Какие эпизоды истории находят отражение в современных политических событиях

СНОБ
Неспособность осознать ошибку помешала нарциссам научиться на опыте Неспособность осознать ошибку помешала нарциссам научиться на опыте

Люди с нарциссизмом не учатся на своих ошибках

N+1
Суперземли породнили с субнептунами Суперземли породнили с субнептунами

Суперземли и субнептуны могут принадлежать к одному семейству планет

N+1
Что такое эндорфины и как вырабатывать «гормоны счастья» Что такое эндорфины и как вырабатывать «гормоны счастья»

Как поднять уровень эндорфинов и чувствовать себя счастливым?

Cosmopolitan
Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума Колебание устоев: физики зафиксировали сдвиг 40-килограммового зеркала под действием квантового шума

Что люди могут узнать о Вселенной благодаря квантовым эффектам?

Forbes
«Оттепель: События. Март 1953 — август 1968 года» «Оттепель: События. Март 1953 — август 1968 года»

Отрывок из книги Сергея Чупринина, посвященный событиям октября 1962 года

N+1
Отдых летом-2020: куда поехать и как подготовиться Отдых летом-2020: куда поехать и как подготовиться

Где отдохнуть на море, на озерах, куда съездить в горы и что с собой взять?

Cosmopolitan
Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры Астрономы впервые увидели исчезновение короны черной дыры

Корона вокруг сверхмассивной черной дыры сначала исчезла, а потом восстановилась

N+1
«Русские женщины потрясающе выглядят в шляпах». Как дизайнер Филип Трейси украсил головы всей британской знати «Русские женщины потрясающе выглядят в шляпах». Как дизайнер Филип Трейси украсил головы всей британской знати

Как превратить шляпу из аксессуара пожилых людей в must have аристократии?

Forbes
Гигантским древним пингвинам нашли костных двойников на севере Тихого океана Гигантским древним пингвинам нашли костных двойников на севере Тихого океана

Ими оказались плотоптериды, ныне вымершие родственники олушей

N+1
Чтение выходного дня: фрагмент романа Джонатана Коу «Дом сна» Чтение выходного дня: фрагмент романа Джонатана Коу «Дом сна»

Переиздание романа Джонатана Коу «Дом сна» в переводе Игоря Алюкова

Esquire
Современное прочтение: 9 экранизаций Современное прочтение: 9 экранизаций

Все 9 экранизаций «Джейн Эйр», книги, ставшей культовой, и их главных героинь

Cosmopolitan
Самые культурные дачные поселки Самые культурные дачные поселки

Какой была дачная жизнь подмосковных поселков?

Культура.РФ
Оспу состарили и признали изначально несмертельной Оспу состарили и признали изначально несмертельной

Одна из самых страшных болезней человека изначально была «не страшнее гриппа»

N+1
Ручка, которая пишет в космосе: придумано не NASA Ручка, которая пишет в космосе: придумано не NASA

Чем писали в космосе до изобретения специальной ручки

Популярная механика
«Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы «Мои деньги — мое дело»: выстраиваем финансовые границы

Как правильно выстроить финансовые отношения с близкими

Psychologies
Нескучная функционалка: 10 упражнений от известных российских серферов Нескучная функционалка: 10 упражнений от известных российских серферов

Какие упражнения российские серферы рекомендуют для идеальной физической формы

Playboy
Объяснение на пальцах: что означают самые известные жесты в разных странах мира Объяснение на пальцах: что означают самые известные жесты в разных странах мира

Как один и тот же жест в разных странах мира может совершенно разное

Esquire
Кто стоит за Джессикой Рэббит: судьбы женщин, которые создали культовый образ Кто стоит за Джессикой Рэббит: судьбы женщин, которые создали культовый образ

Джессика — единственный вымышленный персонаж, появившийся на обложке Playboy

Cosmopolitan
Как продать ручку на собеседовании: пример продажи, который будет полезен каждому Как продать ручку на собеседовании: пример продажи, который будет полезен каждому

Советы, которые будут полезны тем, кто претендует на позицию менеджера

Playboy
Призраки и записки в носке: 5 случаев, когда жертвы указали на собственных убийц Призраки и записки в носке: 5 случаев, когда жертвы указали на собственных убийц

Не только в триллерах жертвы подсказывали, где искать их убийц, оно и в жизни

Cosmopolitan
Открыть в приложении