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: Нафтогаз
«Нафтогаз України» зупинив роботу популярного чат-бота для передачі показів лічильника
3 хв на прочитанняВчора
Фото ілюстративне
На Черкащині судитимуть керівництво мережі АЗС за нелегальний продаж пального
1 хв на прочитання10 Червня 2026
Підсумки програми «Енергопідтримка для ФОП»: бізнесу виплатили майже 440 мільйонів гривень
Енергонезалежність малого бізнесу: за урядовою програмою ФОПи отримали майже 439 млн грн
2 хв на прочитання10 Червня 2026
Фото ілюстративне
Зелена відбудова: Україна може повернути у виробництво понад 8 мільйонів тонн будівельних відходів
2 хв на прочитання09 Червня 2026
Україна повідомила МАГАТЕ про атаку дрона на сховище ядерного палива ЧАЕС
2 хв на прочитання08 Червня 2026
Енергомодернізація столиці: у Києві оголошено про ранній старт прийому заявок на конкурс «70/30»
3 хв на прочитання05 Червня 2026
Локальне перемир'я під егідою МАГАТЕ: поблизу ЗАЕС розпочинаються ремонтні роботи
2 хв на прочитання05 Червня 2026
Плавучі АЕС як ключ до декарбонізації та енергонезалежності грецьких островів
3 хв на прочитання05 Червня 2026
Більше з GreenPost
Закон 4699-IX: російську мову вилучено з Європейської хартії в Україні
Президент України підписав закон про зміни до Європейської хартії
2 хв на прочитаннягодина тому
Ботулізм в Україні 2026: статистика, симптоми та правила безпеки
Підступність ботулотоксину: небезпечну отруту неможливо виявити за смаком чи зовнішнім виглядом
3 хв на прочитання2 години тому
Фото: Прокуратура України
Матір на Закарпатті засуджено до 8 років ув’язнення за торгівлю власними дітьми
2 хв на прочитання4 години тому
Українець Іван Зінов’єв став чемпіоном світу з шахів
Іван Зінов’єв виборов золото на ювілейному чемпіонаті світу з шахів
2 хв на прочитання5 годин тому
П'ять українських сіл номіновано на світову премію ООН The Best Tourism Villages 2026
3 хв на прочитання7 годин тому
Екоінспектори зафіксували масштабне розорювання прибережної смуги на Волині
2 хв на прочитання8 годин тому
«Революція фламінго» проти Трампа: що блокує євроінтеграцію Албанії
3 хв на прочитання10 годин тому
Національна гордість Бразилії: значення кашаси для світової барної культури
2 хв на прочитання11 годин тому