Устройство для производства водорода из солнечного света и воды с рекордной эффективностью создано в Университете Райса

Специалисты Университета Райса разработали преобразователь солнечной энергии в водород, который сочетает в себе галогенидные перовскитные полупроводники нового поколения с электрокатализаторами в едином, эффективном и масштабируемом устройстве.

Лаборатория химика и биомолекулярного инженера Адитьи Мохите построила интегрированный фотореактор с использованием антикоррозионного барьера, который изолирует полупроводник от воды, не препятствуя переносу электронов. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Communications, устройство достигло эффективности преобразования солнечной энергии в водородную на уровне 20,8%.

До сих пор использование фотоэлектрохимической технологии для производства зеленого водорода было затруднено из-за низкой эффективности и высокой стоимости полупроводников.

Сотрудники лаборатории создали устройство, превратив свой высококонкурентный солнечный элемент в реактор, который мог использовать собранную энергию для расщепления воды на кислород и водород. Проблема, которую им пришлось преодолеть, заключалась в том, что галогенидные перовскиты чрезвычайно нестабильны в воде, а покрытия, используемые для изоляции полупроводников, в конечном итоге либо нарушали их функции, либо повреждали их.

Для барьера были созданы два слоя: один для блокировки воды и один для обеспечения хорошего электрического контакта между слоями перовскита и защитным слоем. Исследователи показали, что конструкция их барьера работает для разных реакций и с разными полупроводниками, что делает ее применимой во многих системах.

По словам разработчиков, их устройство является исключительным, потому что оно имеет рекордную эффективность, использует очень дешевый полупроводник и, таким образом, может впервые представить путь к коммерческой реализации такого типа устройств.