Cоздан «искуственный лист» с рекордным КПД

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 от теоретического максимума, при котором вся поглощенная энергия света идет на разложение воды. Предыдущий рекорд продержался 17 лет и составлял 12,4 процента. 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. Недавно была представлена фотохимическая ячейка новой конструкции, которая оказалась способна работать до 40 часов с эффективностью в 10 процентов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Для борьбы с глобальным потеплением климатологи порекомендовали заводить меньше детей

Исследователи из Университета Лунда (Швеция) проанализировали эффективность методов сокращения выброса парниковых газов индивидуальными домохозяйствами, которые обычно рекомендуют официальные источники для снижения углеродного следа отдельным человеком. Оказалось, что большинство популярных рекомендаций касательно экологии, представленных в том числе в школьных учебниках, относительно неэффективны. Самыми действенными методами в борьбе с парниковыми газами оказались отказ от автомобиля, авиаперелетов, отказ от мяса и снижение количества детей в семье. Работа опубликована в журнале с открытым доступом Environmental Research Letters.