Фото: EPFL / LPI / Alain Herzog
Ефективне отримання і запасання енергії сонячного світла вважається найбільш нагальною завданням для екологічно чистої енергетики. Однак існуючі системи відрізняються дорожнечею і малим ККД (кілька відсотків). Цзіньшань Луо (Jingshan Luo) з Федеральної політехнічної школи Лозанни і його колеги скористалися дешевими і в достатку зустрічаються на планеті матеріалами (перовскит, нікель, залізо). Їх системі взагалі не потрібні рідкоземельні метали. Крім того, перетворення сонячної енергії в водень дозволить запасати її - завдяки цьому енергетика перестане залежати від примх погоди.
Матеріали по темі
Швед спробував побудувати будинки ядерний реактор
Грошове питання поставив під сумнів майбутнє реактора ITER
Установка інженерів складається з двох електродів, які з'єднані з фотоелементами і поміщені в електроліт. Робота пристрою цілком ґрунтувалася на фотовольтаїки (електрика на електроди надходило тільки від фотоелементів). У своєму дослідженні вчені керувалися міркуваннями максимальної економії на ресурсах в поєднанні з прийнятною продуктивністю. Використання перовскита в фотоелементах вони пояснюють його дешевизною порівняно з кремнієм, використовуваним в сонячних фотоелементах. Рідкісні благородні метали (насамперед, рутеній і платину), які звичайно використовуються для виготовлення довговічних електродів, фахівці замінили на нікель і залізо.
«Як тільки ви отримуєте водень, його можна зберігати в пляшці і робити з ним все, що хочете і коли хочете. Цей газ можна спалювати в двигуні або паровому котлі, або відправити в паливну батарею. Уже досягнутий ККД перетворення в 12,3 відсотка виросте в найшвидшому часі », - заявив керівник Лабораторії фотоніки та граничних поверхонь при школі Мікаель Гретцель (Michael Grätzel).
Матеріали по темі
Венчурний капітал переорієнтовується на "зелені технології"
У Чорнобилі організовують всеукраїнський ядерний могильник
Такі високі показники стали можливі завдяки властивостям фотоелементів з перовскита: цей мінерал дає напругу холостого ходу, що перевершує 1 вольт (для порівняння, кремнієві елементи дають найбільше 0,7 вольта). Для початку електролізу води необхідно мінімум 1,7 вольта: цей показник забезпечують два фотоелементи з перовскита, але як мінімум три-чотири кремнієвих.
Єдиним недоліком системи є її недовговічність: компоненти пристрою руйнуються через кілька годин. Залишається дочекатися технологічного прогресу в області підвищення довговічності сонячних елементів з перовскита, пишуть вчені.
Перовськит, який отримав свою назву на честь російського мінералога (і міністра закордонних справ при Миколі I в царській Росії) Льва Перовського. є широко поширеним в нижній мантії Землі мінералом. Там, на глибині від 660 до 2700 кілометрів, на його частку припадає, за різними оцінками, до 80 відсотків речовини. Мінерал має псевдокубіческое будову і складається з кальцію, титану і кисню. У природі мінерал найчастіше зустрічається з різними домішками, наприклад, церію і ніобію, які заміщають кальцій в його кристалічній решітці.
Посилання по темі
Water photolysis at 12.3% efficiency via perovskite photovoltaics and Earth-abundant catalysts
Водневе паливо для автомобілів будуть отримувати за допомогою пальчикових батарейок
Журнал Science назвав десятку наукових проривів року
Інші матеріали рубрики