A photovoltaic-electrolysis system with high solar-to-hydrogen efficiency under practical current densities

电解 碱性水电解 制氢 电解水 光伏系统 高温电解 阳极 材料科学 非阻塞I/O 分解水 氧化镍 化学工程 氧化物 化学 冶金 催化作用 电极 电气工程 光催化 工程类 物理化学 有机化学 电解质 生物化学
作者
Qingran Zhang,Yihao Shan,Jian Pan,Priyank V. Kumar,Mark Keevers,John Lasich,Gurpreet Kour,Rahman Daiyan,Ivan Perez‐Würfl,Lars Thomsen,Soshan Cheong,Junjie Jiang,Kuang‐Hsu Wu,Chao‐Lung Chiang,Kristian Grayson,Martin A. Green,Rose Amal,Xunyu Lu
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:11 (9): eads0836-eads0836 被引量:22
标识
DOI:10.1126/sciadv.ads0836
摘要

The photovoltaic-alkaline water (PV-AW) electrolysis system offers an appealing approach for large-scale green hydrogen generation. However, current PV-AW systems suffer from low solar-to-hydrogen (STH) conversion efficiencies (e.g., <20%) at practical current densities (e.g., >100 mA cm-2), rendering the produced H2 not economical. Here, we designed and developed a highly efficient PV-AW system that mainly consists of a customized, state-of-the-art AW electrolyzer and concentrator photovoltaic (CPV) receiver. The highly efficient anodic oxygen evolving catalyst, consisting of an iron oxide/nickel (oxy)hydroxide (Fe2O3-NiOxHy) composite, enables the customized AW electrolyzer with unprecedented catalytic performance (e.g., 1 A cm-2 at 1.8 V and 0.37 kgH2/m-2 hour-1 at 48 kWh/kgH2). Benefiting from the superior water electrolysis performance, the integrated CPV-AW electrolyzer system reaches a very high STH efficiency of up to 29.1% (refer to 30.3% if the lead resistance losses are excluded) at large current densities, surpassing all previously reported PV-electrolysis systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
孙一完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
完美世界应助DungHoang采纳,获得10
3秒前
4秒前
阿司匹林发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
陈文思完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
游大侠完成签到,获得积分10
7秒前
zhaoyaoshi完成签到 ,获得积分10
8秒前
999发布了新的文献求助10
8秒前
机灵纸鹤完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
明亮悒完成签到,获得积分10
10秒前
mia发布了新的文献求助10
11秒前
阿司匹林完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
wmbgmt完成签到,获得积分10
13秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得30
14秒前
lxx应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
14秒前
打打应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
14秒前
asdfqwer应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
幸以发布了新的文献求助10
15秒前
刘丽梅完成签到 ,获得积分0
15秒前
15秒前
海棠听风完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
风趣的沛珊完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
踏实外绣完成签到 ,获得积分10
18秒前
Orange应助李佳政采纳,获得10
19秒前
scarecrow完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6444873
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8258696
关于积分的说明 17592214
捐赠科研通 5504599
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2901598
邀请新用户注册赠送积分活动 1878587
关于科研通互助平台的介绍 1718214