Ученым удалось добиться эффективности генерации водорода в 114%

Ученые из США разработали принципиально новую фотоэлектрохимическую ячейку, способную улавливать избыток энергии фотонов, как правило, теряющийся в виде генерации тепла.

Используя квантовые точки (КТ) и этот процесс, называемый «множественной экситоновой генерацией» (МЭГ), исследователи сумели увеличить максимальную внешнюю квантовую эффективность для генерации водорода до 114%. Открытие может значительно увеличить производство водорода из солнечного света с помощью ячейки для расщепления воды с более высокой эффективностью и меньшими затратами, чем современные фотоэлектрохимические подходы.

Подробности исследования изложены в Nature.

Еще в 2011 году была опубликована статья в Science, в которой ученые показали впервые, как МЭГ позволила солнечным батареям превышать 100 процентную квантовую эффективность, производя больше электронов в электрическом токе, чем количество фотонов, поступающих от солнечной батареи.

«Основное различие здесь заключается в том, что повышение МЭГ происходит в химической связи, а не только в действующих электроустановках», - поясняют ученые. «Мы показали, что тот же процесс, что создает дополнительный ток в солнечных батареях, также может быть применен для получения дополнительной химической реакции или сохранения энергии в химических связях».

Максимальный теоретический КПД солнечных батарей ограничен. Количество энергии фотонов, которое может быть преобразовано в полезную электрическую энергию, исключает энергию фотонов, превышающую полупроводниковую полосу поглощения и теряющуюся в виде тепла. Процесс МЭГ дает преимущества от дополнительной энергии фотонов, чтобы генерировать больше электронов и, следовательно, дополнительный химический или электрический потенциал, а не теряться на выработку тепла.

КТ, которые являются сферическими полупроводниковыми нанокристаллами (2-10 нм в диаметре), улучшают процесс МЭГ.

В нынешнем эксперименте, несколько электронов, или носители заряда, которые генерируются в процессе МЭГ, в КТ не собираются, а хранятся в химических связях в молекуле Н2.

Исследователи разработали ячейки на основе сульфида свинца (PbS) и КТ фотоанод. Этот фотоанод включает в себя слой PbS квантовых точек, нанесенных на верхней части диэлектрического стека. «Лишние электроны», обусловленные химической реакцией, продемонстрировали новое направление в изучении высокоэффективных подходов для создания солнечного топлива.

Колонистов на Марсе будут кормить солеными чипсами

Общеизвестно, что употребление соленой пищи вызывает жажду. Но избыток соли в пище – не так уж плох в долгосрочной перспективе. В исследовании, проведенном во время имитации полета на Марс, ученые обнаружили, что «космонавты», которые ели больше соли, сохраняли в организме больше воды. До нынешнего времени никто не проводил долгосрочные исследования, чтобы определить связь между количеством соли в рационе человека ... ПОДРОБНЕЕ →

Ученые сумели увеличить мозговую ткань в 20 раз

Ученые сумели найти способ для увеличения мозговой ткани в 20 раз. В основе нового метода, который позволит облегчить процесс изучения клеток, лег наполнитель для подгузников. Исследователи научились при помощи инъекций вводить полиакрилатную сетку в ткани головного мозга. Этот материал используется в качестве наполнителя для подгузников и значительно увеличивается в размерах, впитывая влагу. Как оказалось, живые ... ПОДРОБНЕЕ →

Ученые определили границы темной материи с помощью разноцветных галактик

Новое исследование может пролить свет на распространение темной материи - одного из самых загадочных веществ во Вселенной. Ученые давно заметили что-то странное в движении галактик. Кромка спиральных галактик вращается так же быстро, как и материя во внутренней части галактики, но по законам гравитации, объекты на окраинах должны двигаться медленнее. Объяснением этого темная материя, которая непосредственно ... ПОДРОБНЕЕ →

Ученым удалось раскрыть секрет схождения Благодатного огня

Факт схождения Благодатного огня в Иерусалиме, что происходит в Пасху, не дает покоя миллионам людей по всему миру. Многие из них пытаются объяснить этот процесс. Не останавливаются в поиске истины и ученые, которые накануне предприняли новую попытку дать объяснение данному процессу. По их словам, на текущий момент существует сразу несколько способов зажечь Благодатный огонь, не используя спички. Самый простой метод заключается в тщательном смешивании концентрированной серной кислоты с порошком марганцовки. Часть образовавшейся ... ПОДРОБНЕЕ →

Ученые создали прибор, который добывает воду в пустыне

В мире появилось еще одно полезное научное изобретение. Ученые сконструировали прибор, с помощью которого можно получать воду из сухого воздуха пустыни. С этим устройством человек будет обеспечен тремя литрами воды в солнечный день. Прибор, разработанный физиками из Университета Беркли и Массачусетского технологического института, работает на основе специальных кристаллов, которые при попадании на них солнечных ... ПОДРОБНЕЕ → По материалам: ftimes