Догори
Дати відгук

«Порушує закони фізики»: науковці створили фотоелектричну кераміку, у тисячу разів потужнішу за сонячні панелі

Цю технологію справедливо назвати революційною.

4 хв на прочитання02 Серпня 2024, 08:24
Фото: greenme.com Фото: greenme.com
Поділитись:

Фотоелектрична енергія зарекомендувала себе як найпотужніше джерело, навіть потіснивши страшну ядерну енергетику. Однак з’явилося нове покоління сонячних панелей, які виробляють більше електроенергії (тобто мають вищий ККД). Групі експертів вдалося створити першу фотоелектричну кераміку з безпрецедентним потенціалом і невирішеною проблемою: вона кидає виклик законам фізики, маючи неймовірно малий розмір. Про це розповідає видання ECO News.

Команда науковців із Швейцарської вищої технічної школи Цюріха розробила нову фотоелектричну кераміку, яка трансформує ринок сонячної енергетики. Ця концепція проривної керамічної плитки в тисячу разів ефективніша за сучасні фотоелектричні сонячні панелі на основі кремнію.

Ця кераміка має таку високу продуктивність завдяки наноструктурі. Вона складається з двох важливих компонентів: матеріалу, який має гарний коефіцієнт поглинання світла, й іншого матеріалу, який має провідність до електрики (навіть кращу, ніж у перовскіту та кремнію).

Шар, що поглинає світло, використовує оксид алюмінію та наночастинки перовскіту, оскільки ці два типи мають чудові властивості поглинання світла. Перовскіти включені у високостабільний оксид алюмінію, який, своєю чергою, захищає їх від тепла, вологи та механічних впливів.

Коли сонячне світло потрапляє на кераміку, електрони в наночастинках перовскіту збуджуються і переходять на вищий енергетичний рівень. Потім ці збуджені електрони дуже ефективно збираються, транспортуються в кристали оксиду алюмінію, які є каналами в кераміці, і виводяться на поверхню для створення електричного струму.

Ця специфічна структура і текстура дозволяє кераміці рівномірно накопичувати та зберігати енергію, що надходить від сонця, по всій своїй поверхні і досягати високої критичної температури реакції 1500 °C у всьому матеріалі. Це кращий прорив у порівнянні з попередніми конструкціями сонячних елементів, де падаючий сонячний потік поступово зменшувався в міру потрапляння в реактор.

Фотоелектричну кераміку, створену дослідниками з ETH Цюріх, справедливо назвати революційною. Цей новий вид сонячних панелей виявився в 1000 разів міцнішим за старі кремнієві панелі, орієнтовані на сонце. Цікаво, що з 1 м2 кераміки можна виробити стільки ж електроенергії, скільки з 1000 м2 звичайної об'ємної сонячної панелі.

За прогнозом дослідників, ця технологія здатна забезпечити «практично безмежну кількість безкоштовної електроенергії для дому й офісу». Кераміка має властивість розщеплювати молекули води на водень і кисень під впливом сонячного світла, що призводить до генерації, а також зберігання чистого водневого палива.

Ще однією цікавою особливістю цієї нової фотоелектричної кераміки є те, що вона виготовлена з тих самих елементів, що й інші керамічні матеріали, які використовуються вже тисячі років. Однак новий тип наноструктури та підхід до її виробництва, який використала команда з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха, перетворили цей давній матеріал на революційне джерело енергії.

Дослідники також розробили методику використання 3D-друку для виробництва кераміки, що дозволяє створювати гнучкі, індивідуальні енергетичні рішення на основі сонячної енергії, які фактично можуть бути інтегровані в інфраструктурні системи та споруди. Це може допомогти зробити сонячну енергію дешевшою та універсальнішою для багатьох застосувань.

Окрім того, завдяки можливості нагрівання кераміки до температур понад 1000 °C за допомогою концентрованого сонячного світла її застосування можна розглядати в концентруючих сонячних електростанціях для високотемпературної обробки матеріалів, наприклад, цементу, сталі й інших промислових застосувань.

Видання зазначає, що фотоелектрична кераміка — це не лише альтернатива сонячним панелям. Ця технологія могла б замінити такі матеріали, як перовскіт або монокристалічний кремній, які залишаються найбільш широко використовуваними і які доводиться імпортувати з країн, що розвиваються, багато з яких належать до групи БРІКС, вплинувши на міцні комерційні альянси з Росією чи Китаєм.

Більше новин читайте на GreenPost.

Читайте GreenPost у Facebook. Підписуйтесь на нас у Telegram.

Більше з розділу Енерго
Фото: Юлія Свириденко
Уряд виділив 3 мільярди гривень на облаштування додаткових котелень
1 хв на прочитанняВчора
Фото ілюстративне: BEETERM
Уряд виділив 3 мільярди гривень на термінове облаштування понад 200 додаткових котелень
2 хв на прочитання27 Травня 2026
Фото: Бюро економічної безпеки України
На Буковині викрили дві підпільні АЗС із дешевим та сумнівним дизелем
2 хв на прочитання27 Травня 2026
Чортків першим в Україні відмовиться від газу та перейде на зелену енергію
Чортків став першим містом в Україні, яке повністю переходить на відновлювану енергію
2 хв на прочитання27 Травня 2026
У Фінляндії планують використовувати ядерну енергетику для централізованого опалення міст
2 хв на прочитання27 Травня 2026
В Україні ввели в експлуатацію понад 200 МВт нової газової генерації
2 хв на прочитання26 Травня 2026
Газовики Харківщини ліквідували наслідки обстрілів у 200 будинках та усунули 600 витоків
2 хв на прочитання26 Травня 2026
Гіганти проти «метеликів»: скільки сонячних панелей потрібно, щоб замінити один ядерний реактор?
2 хв на прочитання26 Травня 2026
Більше з GreenPost
Скріншот з відео: Прокуратура України
На Харківщині викрили блогера–живодера, який вбивав диких лисиць заради контенту в соцмережах
3 хв на прочитаннягодина тому
Фото: Національна поліція України
Поліція Тернопільщини зафіксувала несанкціоноване звалище медичних відходів
2 хв на прочитання3 години тому
Фото ілюстративне
Проходження військово-лікарської комісії іноземними добровольцями буде врегульоване законом
2 хв на прочитання6 годин тому
Зображення з відкритих джерел
Європейський Союз оштрафував китайського ритейлера Temu на 200 мільйонів євро
2 хв на прочитання9 годин тому
День компосту: як перетворити органічні відходи на цінне біологічне добриво
2 хв на прочитання10 годин тому
П'ять простих звичок для підтримки травлення, які варто впровадити у своє життя вже сьогодні
2 хв на прочитання12 годин тому
Екологи зафіксували забруднення заповідних земель у Степівській громаді
1 хв на прочитанняВчора
СБУ викрила чотирьох поплічників рф за сплату податків та отримання субсидій від окупантів
2 хв на прочитанняВчора