Установлен новый мировой рекорд эффективности получения водорода при помощи солнечной энергии
Ученые из Национальной Лаборатории возобновляемых источников энергии (National Renewable Energy Laboratory, NREL) американского Министерства энергетики (Department of Energy, DOE) установили новый всемирный рекорд эффективности получения водорода за счет прямого применения солнечной энергии. Данный рекорд, полученные при помощи разработки фотоэлектрохимического процесса расщепления воды, составил 16.2 процента, а прошлый рекорд, установленный в 2015 году интернациональной группой исследователей, составлял 14 процентов.
Фотоэлектрохимические преобразовательные ячейки, при помощи которых был установлен рекорд эффективности, являются модернизированным вариантом ячеек, созданных группой Джона Тернера (John Turner) в 1990-х годах в стенках лаборатории NREL. И в ветхих и в новых ячейках употребляются многослойные структуры, изготовленные из тандемных полупроводниковых материалов, загружённые в раствор кислотного электролита. В отличие от уникального устройства, изготовленного в основном из фосфида индия-галлия (GaInP2), слой которого был выращен поверх слоя арсенида галлия (GaAs), новая ячейка имеет зеркально перевернутую структуру.
Такие трансформации структуры разрешили исследователям заменить кое-какие из слоев арсенида галлия слоями арсенида галлия-индия. Также, в структуру новой ячейки был введен дополнительный верхний слой фосфида алюминия-индия (AlInP), назначением которого являлось устранение появляющихся при производстве недостатков поверхности, каковые снижают эффективность ячейки и уменьшают ее рабочий ресурс.
направляться подчернуть, что применение многослойных полупроводников есть перспективным способом и новым прямого расщепления воды при помощи лишь энергии солнечного света. Другие способы, в которых употребляется энергия солнечного света, применяют солнечные батареи чтобы получить электричество, которое подается в устройство электрохимического расщепления воды, в электролизер. За счет многократного преобразования энергии эффективность самых лучших таких совокупностей не превышает 12 процентов, а эффективность кроме того самого первого устройства прямого «солнечного» расщепления воды на водород и кислород, сходу составила 12.4 процента.
И в заключении направляться подчернуть, что эти работы были совершены учеными в ходе проекта американского Министерства энергетики, конечной целью которого есть получение водорода при помощи экологически чистой энергии по цене не более двух долларов за килограмм. А также с учетом новой рекордной эффективности новые ячейки не соответствуют всем установленным Министерством требованиям и критериям.
Также, новая конструкция солнечных водородных ячеек еще не снабжает того долговечности и уровня надёжности, что требуется для практического их применения чтобы получить водородное топливо. Но ученые из NREL деятельно продолжают работы по указанным направлениям и, в полной мере возможно, что им удастся в будущем отыскать подходящие ответы если не всех, то большинства из вышеперечисленных неприятностей.