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
Україна інтегрується у «Вертикальний коридор» та розширює потужності з Польщею
Україна та Болгарія запускають «Вертикальний газовий коридор»
2 хв на прочитаннягодина тому
Нафтогаз та Baker Hughes підписали меморандум
Нафтогаз та Baker Hughes домовилися про масштабну співпрацю у видобутку та транспортуванні енергоресурсів
1 хв на прочитання2 години тому
Відновлення конфайменту на ЧАЕС
Асамблея донорів виділяє 30 млн євро на перші кроки з відновлення об’єкта «Укриття»
2 хв на прочитання4 години тому
Фото ілюстративне
Енергетики вводять денні обмеження потужності через пошкодження інфраструктури
1 хв на прочитання5 годин тому
«Укрзалізниця» повертає відпрацьовані мастила в обіг: торги на «Прозорро.Продажі» відновлено
1 хв на прочитанняВчора
Угорщина зупинить транзит газу в Україну з липня: наслідки для енергосистеми України
1 хв на прочитанняВчора
Завищені акти та фіктивні роботи: деталі корупційної схеми навколо Одеського зоопарку
1 хв на прочитанняВчора
У Запоріжжі судитимуть експосадовця ДСНС за розкрадання пального та незаконне збагачення
1 хв на прочитання30 Березня 2026
Більше з GreenPost
Фото: epl.org.ua
СТОП знищенню довкіллєвої політики: відкрите звернення громадськості до Кабінету Міністрів
2 хв на прочитання4 години тому
Екологічні наслідки поминальних днів 2026: мікропластик, токсини та живі альтернативи
Пластикова пам’ять: чому штучні квіти на кладовищах стають екологічною бомбою сповільненої дії
3 хв на прочитання6 годин тому
Фото: Vai Unsplash
Історія найдавнішого екологічного свята та виклики для птахів у сучасному світі
6 хв на прочитання7 годин тому
День піших прогулянок та День гармонії здоров’я: поради для гарного самопочуття
Сила кожного кроку: чому піші прогулянки є основою фізичного та ментального благополуччя
5 хв на прочитання8 годин тому
Понад 22 мільйони «повз касу»: Держаудитслужба оприлюднила звіт по одеській лікарні №8
1 хв на прочитанняВчора
Деталі нового законопроєкту №15108 про гуманітарне розмінування
1 хв на прочитанняВчора
У Болградському районі зареєстрували випадок скарлатини у дитини
1 хв на прочитанняВчора
Радикальні зміни в правосудді Ізраїлю: міжнародна спільнота засудила закон про смертну кару
1 хв на прочитанняВчора