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
Електроскутер: переваги, особливості та як вибрати
Електроскутер: переваги, особливості та як вибрати
4 хв на прочитанняВчора
Рада ухвалила 7 критичних законопроєктів для міжнародної допомоги
У парламенті представили проєкт Держбюджету-2027 та схвалили євроінтеграційні реформи
1 хв на прочитання17 Вересня 2026
Ціни на пальне в Україні 15 вересня: скільки коштують бензин, дизель та газ
Українські АЗС оновили вартість пального на тлі ринкових коливань
1 хв на прочитання15 Вересня 2026
Фото: mhollaen / Pixabay
Кабмін пропонує примусово стягувати штрафи за порушення у сфері використання ядерної енергії
1 хв на прочитання14 Вересня 2026
В Україні відзначають День працівників нафтової, газової та нафтопереробної промисловості
2 хв на прочитання13 Вересня 2026
Рух мостом Патона у Києві частково обмежать через ремонтні роботи
1 хв на прочитання10 Вересня 2026
Наука, що змушує сміятися, а потім замислитися: у світі відзначають День Шнобелівської премії
3 хв на прочитання08 Вересня 2026
Верховна Рада імплементувала європейські норми у сфері відновлюваної енергетики: прийнято законопроєкт №14271
1 хв на прочитання03 Вересня 2026
Більше з GreenPost
Матча та концентрація: як кофеїн і L-теанін впливають на увагу та продуктивність
Матча та концентрація: як кофеїн і L-теанін впливають на увагу та продуктивність
4 хв на прочитанняВчора
Успенський собор, м. Миргород. Фото: Denis Vitchenko
Серце Полтавщини: Миргород відзначає День міста та річницю визволення
1 хв на прочитанняВчора
Фото з відкритих джерел
Бібліотека у кишені: 18 вересня світ відзначає День читання електронних книг
1 хв на прочитанняВчора
Фото: stocknshares / Getty Images
Тільки найкращі сорти: третя п’ятниця вересня об’єднує поціновувачів вина Гренаш
2 хв на прочитанняВчора
Зведена без цвяхів: церква Різдва Пресвятої Богородиці у Пилипці вражає автентичністю
1 хв на прочитання17 Вересня 2026
Пошкодження мосту на Одещині може затримати доставку зерна до дунайських портів майже на місяць
1 хв на прочитання17 Вересня 2026
Андреа Мальдера оголосив склад збірної України на стартові поєдинки Ліги націй
1 хв на прочитання17 Вересня 2026
У двох містах Київської області зафіксували погіршення якості атмосферного повітря
1 хв на прочитання17 Вересня 2026