直接太阳能驱动水分解是低成本制氢的重要技术,但到目前为止,该系统要么需要昂贵的材料,要么表现出较低的太阳能到氢气 (STH) 转换效率,这两者都增加了氢气平准化成本(LCOH)。近日,新南威尔士大学Chuan Zhao,澳大利亚国立大学Siva Karuturi,The Duong等报道了一种低成本材料系统,该材料系统由钙钛矿/硅串联半导体和丰富的镍基催化剂组成,并将其用于直接太阳能制氢。
本文要点:
1)据报道, NiMo基的析氢反应催化剂具有创新的“花茎”形态,具有增强的反应位点,在 10 mA cm−2 时呈现出 6 mV 的极低反应过电位。作者开发了一种具有前所未有的 1.271 V 高开路电压 (Voc) 的钙钛矿太阳能电池,这是通过优化钙钛矿成分和改进表面钝化实现的。
2)当 NiMo 析氢催化剂与优化设计的 NiFe 基析氧催化剂和高性能钙钛矿-Si 串联电池进行线连接时,所得的集成系统水分解电池实现了创纪录的 20% 的 STH 效率。
3)对集成系统的详细分析表明,通过钙钛矿电池的实际改进可以实现 25% 的 STH 效率,并且可实现低于 ≈3 kg-1 的 LCOH。
Yuan Wang, et al. Direct Solar Hydrogen Generation at 20% Efficiency Using Low-Cost Materials. Adv. Energy Mater., 2021
DOI: 10.1002/aenm.202101053