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Photoelectrochemical water splitting in separate oxygen and hydrogen cells

Landmann, Avigail und Dotan, Hen und Shter, Gennady E. und Wullenkord, Michael und Houaijia, Anis und Maljusch, Artjom und Grader, Gideon S. und Rothschild, Avner (2017) Photoelectrochemical water splitting in separate oxygen and hydrogen cells. Nature Materials. Springer. doi: 10.1038/nmat4876. ISSN 1476-1122.

[img] PDF (Paper) - Nur DLR-intern zugänglich
2MB

Offizielle URL: http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4876.html#access

Kurzfassung

Solar water splitting provides a promising path for sustainable hydrogen production and solar energy storage. One of the greatest challenges towards large-scale utilization of this technology is reducing the hydrogen production cost. The conventional electrolyser architecture, where hydrogen and oxygen are co-produced in the same cell, gives rise to critical challenges in photoelectrochemical water splitting cells that directly convert solar energy and water to hydrogen. Here we overcome these challenges by separating the hydrogen and oxygen cells. The ion exchange in our cells is mediated by auxiliary electrodes, and the cells are connected to each other only by metal wires, enabling centralized hydrogen production. We demonstrate hydrogen generation in separate cells with solar-to-hydrogen conversion efficiency of 7.5%, which can readily surpass 10% using standard commercial components. A basic cost comparison shows that our approach is competitive with conventional photoelectrochemical systems, enabling safe and potentially affordable solar hydrogen production.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/111503/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Photoelectrochemical water splitting in separate oxygen and hydrogen cells
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Landmann, AvigailTechnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dotan, HenTechnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shter, Gennady E.TechnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wullenkord, MichaelMichael.Wullenkord (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6262-384XNICHT SPEZIFIZIERT
Houaijia, AnisAnis.Houaijia (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Maljusch, ArtjomEvonikNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grader, Gideon S.TechnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rothschild, AvnerTechnionNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 März 2017
Erschienen in:Nature Materials
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1038/nmat4876
Verlag:Springer
ISSN:1476-1122
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Chemical Engineering, Photocatalysis
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:22 Mai 2017 14:55
Letzte Änderung:29 Jul 2022 13:31

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