Почти решена проблема получения водорода с помощью солнца

Полимерное покрытие позволило создать «искусственные листья», которые используют солнечный свет для расщепления воды и производства водорода. Нет смысла лишний раз повторять, как важно разработать эффективный способ производства водородного топлива. Один из самых перспективных вариантов – это использование солнечных ячеек, которые вырабатывают электричество, пригодное для расщепления воды путем электролиза.

Новый тип фотоэлектрической панели имеет солнечные ячейки, оснащенные катализаторами, расщепляющими воду. Солнечный свет проходит через прозрачный электролит (серная кислота + вода) и попадает на солнечную ячейку, которая вырабатывает электричество для электролиза

Исследователи из HZB Institute for Solar Fuels создали особые фотоэлементы PVcomB, работающие по следующему принципу: свет попадает внутрь через прозрачный электролит и попадает на непрозрачные солнечные ячейки с катализаторами, контактирующими со смесью воды и серной кислоты. Вся эта конструкция имеет эффективность преобразования солнечного света на уровне 3,7% и потенциально позволяет получать дешевый водород.

Однако у PVcomB есть серьезный недостаток: солнечная ячейка быстро корродирует в водно-кислотном растворе. К счастью, ученые нашли способ решить эту проблему с помощью внедрения катализаторов в электропроводящий полимер с наночастицами оксида рутения и платины, а также использования титанового покрытия толщиной 400 нм. В результате, чувствительные к коррозии контакты солнечной ячейки «спрятали» от контакта с агрессивным электролитом, что позволило продлить срок службы всего устройства при сохранении его эффективности.

В настоящее время ученые работают над поиском замены оксида рутения и платины, которые стоят дорого и ограничивают распространение очень перспективной технологии. Пока ученые остановили свой выбор на углеродных наностержнях, покрытых слоем сульфида молибдена. По мнению разработчиков, это будет еще более надежный и эффективный катализатор, к тому же он будет стоить дешевле.

Разработка ученых может найти самое широкое применение практически во всех регионах планеты. С помощью нового типа гибридной солнечной ячейки можно производить одновременно электричество и водород. Это очень удобно: днем потребитель будет получать электроэнергию от фотоэлектрических ячеек, а ночью – от водорода, запасенного днем.