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
Верховна Рада імплементувала європейські норми у сфері відновлюваної енергетики: прийнято законопроєкт №14271
1 хв на прочитання03 Вересня 2026
Фото ілюстративне
Верховна Рада ухвалила законопроєкт про зелену енергетику за європейськими стандартами
1 хв на прочитання02 Вересня 2026
Найдовший підвісний міст у світі збудують в Італії до 2033 року: деталі проєкту
В Італії до 2033 року збудують найдовший у світі підвісний міст через Мессінську протоку
1 хв на прочитання02 Вересня 2026
У Дубаї сертифікували перший у світі порт для аеротаксі
У Дубаї з'явився перший сертифікований порт для безпілотних електричних аеротаксі
1 хв на прочитання01 Вересня 2026
Турецькі судновласники готують судна до консервації через атаки в Чорному морі вперше за 18 років
1 хв на прочитання01 Вересня 2026
Як оцінити навантаження домашньої зарядної зони
2 хв на прочитання26 Серпня 2026
США створили секретний коридор для танкерів через Ормузьку протоку
2 хв на прочитання20 Серпня 2026
Масована атака на енергетику: без світла Київ і шість областей, ЗАЕС — на дизелях
3 хв на прочитання20 Серпня 2026
Більше з GreenPost
Зображення згенеровано ШІ
Грані свідомого життя: 4 вересня світ відзначає Всесвітній день сексуального здоров’я
2 хв на прочитанняВчора
День перерви на мистецтво 4 вересня: як подолати вигорання
Творча перезавантаження для мозку: 4 вересня відзначають День перерви на мистецтво
2 хв на прочитанняВчора
Україна може очолити світовий рейтинг експортерів замороженої малини
Україна може очолити світовий рейтинг експортерів замороженої малини
2 хв на прочитання03 Вересня 2026
Чому ми не бачимо пташенят голубів як ростуть діти птахів
Таємниця міських дахів: чому люди майже ніколи не бачать пташенят голубів
1 хв на прочитання03 Вересня 2026
Страйк докерів у Німеччині: перевалка вантажів у шести найбільших портах повністю зупинилася
1 хв на прочитання03 Вересня 2026
Падіння уламків дронів та робота ППО: лісопаркові господарства закликають не ходити до лісу
1 хв на прочитання03 Вересня 2026
Шостка відзначає День міста: історія козацького порохового містечка, що стало форпостом Півночі
3 хв на прочитання03 Вересня 2026
Свобода від корсетів та революція в моді: як і коли з'явився сучасний бюстгальтер
2 хв на прочитання03 Вересня 2026