Очередной шаг сделан на пути отказа от углеводородной энергетики. Швейцарские учёные продемонстрировали методику получения водородного топлива из солнечной энергии, обеспечивающую наибольший на сегодняшний день КПД — 12,3%. Этого результата удалось достичь благодаря использованию фотоэлементов из минерала перовскита.
Установка, созданная в Федеральной политехнической школе Лозанны под руководством Михаэля Гретцеля (Michael Grätzel), разлагает воду на кислород и водород, используя энергию Солнца. В ней применены два фотоэлемента из перовскита — перспективного минерала, с которым связывают будущее мировой энергетики.
Перовскит — открытый в 1839 году минерал с формулой CaTiO3 — сравнительно редок на поверхности Земли, однако предполагается его высокое содержание в нижней мантии планеты. Названный в честь российского государственного деятеля графа Л. А. Перовского минерал был включён в 2013 году журналом Science в топ-10 научных прорывов года, в расчёте на возможность его использования в солнечной энергетике.
Особенности перовскита и обеспечили высокий КПД системы. Элементы из этого минерала дают напряжение холостого хода свыше 1 вольта (кремниевые элементы дают не более 0,7 вольта). Для запуска процесса электролиза воды требуется 1,7 В; это значение обеспечивают два фотоэлемента из перовскита, но минимум три-четыре кремниевых. Другим достоинством новой технологии является дешевизна: ей не требуются редкоземельные металлы, а необходимые для катализа железо и никель распространены очень широко. Они же используются в электродах вместо благородных металлов. Единственный недостаток системы — её недолговечность: компоненты приходят в негодность уже через несколько часов.
Полученное значение КПД достаточно высоко для того, чтобы начать использовать технологию в производстве водородного топлива. В отличие от электричества, получаемого напрямую из солнечной энергии, водородное топливо хорошо запасается. «Как только вы получаете водород, вы храните его в бутылке и можете делать с ним, что хотите и когда хотите. Этот газ можно просто сжигать и получать на выходе водяной пар или отправлять в топливную батарею. И показатель КПД в 12,3% скоро будет превзойдён», — пообещал руководитель Лаборатории фотоники и граничных поверхностей при школе, обладатель Технической премии тысячелетия 2010 года Михаэль Гретцель.
