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 ілюстративне: EPA/UPG
У Києві понад 200 аварійних бригад цілодобово ліквідовують наслідки обстрілів та перевантаження мереж
2 хв на прочитанняВчора
ВАКС засудив ексдиректора порту «Чорноморськ» до 10 років в’язниці
10 років ув'язнення та конфіскація майна: ВАКС виніс вирок екскерівнику порту «Чорноморськ»
1 хв на прочитання12 Листопада 2026
Фото ілюстративне: Pixabay
Чи потрібно платити за розподіл, якщо газ не використовується: роз'яснення «Газмереж»
2 хв на прочитання12 Листопада 2026
Ліквідація наслідків масованої атаки РФ 12 листопада. Фото: ДСНС Києва
Масована нічна атака на інфраструктуру: руйнування зафіксовані у восьми областях України
2 хв на прочитання12 Листопада 2026
Практичні рішення для кожного: як підвищити енергоефективність оселі та зменшити витрати
2 хв на прочитання11 Листопада 2026
Парламент ухвалив за основу законопроєкт про захист вод від агрохімікатів
1 хв на прочитання10 Листопада 2026
78 ударів за три доби: у ДТЕК розповів про масовані атаки РФ на енергетичну інфраструктуру
1 хв на прочитання05 Листопада 2026
Уряд передає Києву 10 додаткових генераторів для водоканалу
1 хв на прочитання05 Листопада 2026
Більше з GreenPost
Фото: Віктор Ляшко / Facebook
МОЗ готує комплексне законодавче регулювання штучного інтелекту в медицині
1 хв на прочитанняВчора
На Миколаївщині після удару БПЛА витекла олія на 3 500 кв. м
На Миколаївщині стався витік соняшникової олії на площу понад 3 500 квадратних метрів
1 хв на прочитанняВчора
Міжнародний день сліпих 13 листопада
Від першого інтернату Валентина Гаюї до сучасної безбар’єрності: еволюція ставлення до незрячих
3 хв на прочитанняВчора
Всесвітній день доброти 13 листопада: історія та традиції
Емпатія в епоху викликів: культура взаємодопомоги залишається головним ресурсом людяності
2 хв на прочитанняВчора
Пішла з життя епоха української освіти та державотворення: помер В’ячеслав Брюховецький
2 хв на прочитанняВчора
На львівському торфовищі проводять «трансплантацію» рослин, щоб врятувати екосистему від деградації
3 хв на прочитанняВчора
В Україні розпочалося громадське обговорення нової кліматичної стратегії
1 хв на прочитання12 Листопада 2026
Уряд схвалив оновлення екологічної стратегії до 2030 року
1 хв на прочитання12 Листопада 2026