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
Тарифи на світло: Уряд зафіксував ціну 4,32 грн
Кабінет Міністрів офіційно зафіксував ціну на електроенергію для населення
2 хв на прочитанняВчора
Фото: КМДА
ЄБРР виділяє кошти на створення 200 МВт нових потужностей для Києва
2 хв на прочитанняВчора
Фото ілюстративне: winterseitler from Pixabay
Парламент ухвалив за основу законопроєкт про гармонізацію енергетичного права з нормами ЄС
2 хв на прочитанняВчора
Фото ілюстративне
Екскерівника «Львівгазу» судитимуть за крадіжку 3,7 млн грн через тарифи
1 хв на прочитання29 Квітня 2026
Ринок пального 29 квітня: стагнація цін та «дизельні» сюрпризи від мереж
2 хв на прочитання29 Квітня 2026
У Житомирі НАК «Нафтогаз України» заблокував рахунки стратегічного теплокомуненерго
2 хв на прочитання29 Квітня 2026
Україна представила стратегічні інфраструктурні цілі в межах Ініціативи Тримор’я
2 хв на прочитання29 Квітня 2026
США запускають масштабну ініціативу для повного циклу виробництва ядерного палива
2 хв на прочитання28 Квітня 2026
Більше з GreenPost
Фото: скріншот з відео
На Хмельниччині досліджують "Українську Австралію": унікальність Товтрового кряжу
1 хв на прочитання23 хвилини тому
Гороскоп на травень 2026: прогноз для всіх знаків та календар подій
Магія двох Повень та енергія Тельця: детальний гороскоп на травень 2026 року
3 хв на прочитання2 години тому
Обміління Київського водосховища: причини та екологічні ризики
Рекордне обміління Київського моря: екологи попереджають про катастрофічні наслідки для нересту риби
2 хв на прочитання3 години тому
Весняна декада спостереження за птахами
Весняна декада спостереження за птахами: роль громадського моніторингу в охороні біорізноманіття
2 хв на прочитання5 годин тому
Міжнародний день партизанського садівництва соняшника змінює вигляд сучасних мегаполісів
2 хв на прочитання6 годин тому
Всесвітній день порятунку носорога як останній шанс для біологічного різноманіття
2 хв на прочитання8 годин тому
Другий день «бавовни» в Пермі: СБУ атакувала один із найбільших НПЗ Росії
1 хв на прочитанняВчора
Ізраїль розпочав розслідування щодо судна з краденим українським зерном
1 хв на прочитанняВчора