Команда ученых из Южной Кореи и Германии достигла прорыва в разработке фотоэлектродов. Интегрировав органические полупроводники в промежуточный слой внутри неорганических фотоэлектродов, они создали высокопроизводительные и стабильные устройства для получения зеленого водорода из воды.
Зеленым в возобновляемой энергетике называют водород, полученный без использования ископаемого топлива. Получение зеленого водорода при помощи солнечной энергии требует расщепления воды на составляющие элементы с помощью электрических разрядов, возникающих в полупроводниках, поглощающих солнечный свет. Предыдущие исследования в основном были посвящены созданию фотоэлектродов из неорганических полупроводников, пишет Science Daily.
Однако органические полупроводники имеют ряд преимуществ: меньше расходы, больше вариантов изготовления, проще массовое производство. Вдобавок их высокая эффективность преобразования солнечной энергии увеличивает объемы производства водорода. Все бы хорошо, но есть препятствие — подверженность органических полупроводников разрушительному действию воды.
Чтобы его преодолеть, ученые покрыли слоем органических полупроводников обычные фотоэлектроды из оксида железа. Более того, они применили катализатор (гидрат окиси никеля-железа) в качестве дополнительного защитного слоя поверх органического полупроводника, позволяющего предотвратить прямой контакт с водой. Этот инновационный подход позволяет генерировать заряды в процессе поглощения солнечной энергии и обеспечивать эффективность реакции получения водорода.
«Преодолев ограничения традиционных неорганических фотоэлектродов, ориентированных на полупроводники, мы продемонстрировали потенциал более широкого применения органических полупроводников в производстве водорода с помощью фотоэлектродов», — сказал профессор Ян Джи Хен, руководитель команды ученых.
Немецкий исследовательский консорциум во главе с Fraunhofer IZM разработал технологию цинковых батарей, способных хранить электроэнергию и производить зеленый водород по запросу. Эти батареи дешевле литий-ионных аналогов и состоят из полностью перерабатываемых материалов.
