Водородный «искусственный лист» поставил рекорд эффективности

Водородный «искусственный лист» поставил рекорд эффективности

Международная команда ученых из Германии и США увеличила эффективность фотохимической ячейки, использующей солнечную энергию для разложения воды на водород и кислород: новый рекорд эффективности преобразования энергии составил 14 процентов. Результаты работы опубликованы в Nature Communications.

По словам Маттиаса Мэя (первого автора публикации), для улучшения эффективности исследователям пришлось изменить некоторые поверхности солнечных ячеек. С помощью насыщенной кислородом воды химики покрыли слой фосфида алюминия-галлия оксидом, что привело к лучшему связыванию слоев со слоем родиевого катализатора, на котором восстанавливается водород. В ходе работы по оптимизации стабильности ячеек команда достигла значительных результатов: первоначально образцы выдерживали лишь несколько секунд работы, после чего разрушались. На данный момент ячейки способны стабильно работать более сорока часов, новой целью является отметка в тысячу часов.

По словам профессора Томаса Ханнаппеля, научного консультанта группы, генерация водорода из солнечного света с использованием высокоэффективных полупроводников может быть экономически конкурентоспособной по сравнению с ископаемыми источниками энергии при эффективности генерации более 15 процентов. Это соответствует цене приблизительно 4 доллара за килограмм водорода. Профессор Калифорнийского Технологического Института Ханс-Йоахим Леверенц, работавший в тесном сотрудничестве с Маем, отметил, что если группе удастся добиться снижения потерь носителей зарядов на поверхностях, то подобная ячейка сможет запасать до 17 процентов солнечной энергии в виде водорода.

Тандемные солнечные ячейки состоят из нескольких слоев A3B5 полупроводников. Водородная батарея работает по принципу обычной солнечной: свет, воздействуя на полупроводник, вызывает разность потенциалов, которая обеспечивает электролиз воды. Предыдущий рекорд эффективности преобразования солнечной энергии в водород был установлен 17 лет назад группой ученых США и составлял 12,4 процентов. Недавно была представлена фотохимическая ячейка новой конструкции, которая оказалась способна работать до 40 часов с эффективностью в 10 процентов.

Новости партнеров

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>