Вверх
Дать отзыв

«Нарушает законы физики»: ученые создали фотоэлектрическую керамику, в тысячу раз мощнее солнечных панелей

Эту технологию справедливо назвать революционной.

4 мин на прочтение02 Августа 2024, 08:25
Изображение создано ИИ Изображение создано ИИ
Поделиться:

Фотоэлектрическая энергия зарекомендовала себя как самый мощный источник, даже потеснив страшную ядерную энергетику. Однако появилось новое поколение солнечных панелей, которые производят больше электроэнергии (то есть имеют более высокий КПД). Группе экспертов удалось создать первую фотоэлектрическую керамику с беспрецедентным потенциалом и нерешенной проблемой: она бросает вызов законам физики, имея невероятно малый размер. Об этом рассказывает издание ECO News.

Команда ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработала новую фотоэлектрическую керамику, которая трансформирует рынок солнечной энергетики. Эта концепция прорывной керамической плитки в тысячу раз эффективнее современных фотоэлектрических солнечных панелей на основе кремния.

Эта керамика имеет такую высокую производительность благодаря наноструктуре. Она состоит из двух важных компонентов: материала, который имеет хороший коэффициент поглощения света, и другого материала, который имеет проводимость к электричеству (даже лучше, чем у перовскита и кремния).

В светопоглощающем слое используются оксид алюминия и наночастицы перовскита, поскольку эти два типа имеют отличные свойства поглощения света. Перовскиты включены в высокостабильный оксид алюминия, который, в свою очередь, защищает их от тепла, влаги и механических воздействий.

Когда солнечный свет попадает на керамику, электроны в наночастицах перовскита возбуждаются и переходят на более высокий энергетический уровень. Затем эти возбужденные электроны очень эффективно собираются, транспортируются в кристаллы оксида алюминия, которые являются каналами в керамике, и выводятся на поверхность для создания электрического тока.

Эта специфическая структура и текстура позволяет керамике равномерно накапливать и сохранять энергию, поступающую от солнца, по всей своей поверхности и достигать высокой критической температуры реакции 1500 °C во всем материале. Это лучший прорыв по сравнению с предыдущими конструкциями солнечных элементов, где падающий солнечный поток постепенно уменьшался по мере попадания в реактор.

Фотоэлектрическую керамику, созданную исследователями из ETH Цюрих, справедливо назвать революционной. Этот новый вид солнечных панелей оказался в 1000 раз прочнее старых кремниевых панелей, ориентированных на солнце. Интересно, что из 1м2 керамики можно выработать столько же электроэнергии, сколько из 1000м2 обычной объемной солнечной панели.

По прогнозу исследователей, эта технология способна обеспечить "практически безграничное количество бесплатной электроэнергии для дома и офиса". Керамика имеет свойство расщеплять молекулы воды на водород и кислород под воздействием солнечного света, что приводит к генерации, а также хранению чистого водородного топлива.

Еще одной интересной особенностью этой новой фотоэлектрической керамики является то, что она изготовлена из тех же элементов, что и другие керамические материалы, которые используются уже тысячи лет. Однако новый тип наноструктуры и подход к ее производству, который использовала команда из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, превратили этот древний материал в революционный источник энергии.

Исследователи также разработали методику использования 3D-печати для производства керамики, что позволяет создавать гибкие, индивидуальные энергетические решения на основе солнечной энергии, которые фактически могут быть интегрированы в инфраструктурные системы и сооружения. Это может помочь сделать солнечную энергию дешевле и универсальнее для многих применений.

Кроме того, благодаря возможности нагрева керамики до температур более 1000 °C с помощью концентрированного солнечного света ее применение можно рассматривать в концентрирующих солнечных электростанциях для высокотемпературной обработки материалов, например, цемента, стали и других промышленных применений.

Издание отмечает, что фотоэлектрическая керамика - это не только альтернатива солнечным панелям. Эта технология могла бы заменить такие материалы, как перовскит или монокристаллический кремний, которые остаются наиболее широко используемыми и которые приходится импортировать из развивающихся стран, многие из которых относятся к группе БРИКС, повлияв на прочные коммерческие альянсы с Россией или Китаем.

Больше новостей читайте на GreenPost.

Читайте GreenPost в Facebook. Подписывайтесь на нас в Telegram.

Больше из раздела Энерго
Швеция изменила правила добычи урана и строительства новых АЭС
Парламент Швеции упростил процедуру добычи урана и расширил площадки для строительства АЭС
2 мин на прочтение2 часа назад
На ЗАЭС из-за внутреннего повреждения линий пропало внешнее питание
На Запорожской атомной станции снова отключилось наружное освещение
2 мин на прочтениеВчера
Канадские учёные создали плавучие солнечные панели, которые не боятся льда. Фото: Interesting Engineering
Канадские ученые разработали плавучую солнечную электростанцию на основе пенопласта
3 мин на прочтение19 Июня 2026
Фото: delo / Pixabay
В Украине прогнозируют существенное повышение счетов за водоснабжение
4 мин на прочтение18 Июня 2026
Правительство объявило о проведении нового конкурсного отбора для стратегического госпредприятия
2 мин на прочтение18 Июня 2026
Великобритания гарантирует стабильные поставки урана для украинских АЭС
2 мин на прочтение16 Июня 2026
Франция и Швейцария помогут в восстановлении саркофага ЧАЭС и Киево-Печерской лавры
2 мин на прочтение16 Июня 2026
«Энергоатом» объявляет международный конкурс на должность председателя правления
3 мин на прочтение16 Июня 2026
Больше из GreenPost
Суд отменил разрешение на отстрел животных в национальном парке «Подольские Товтры»
Экоактивисты выиграли дело в суде: распоряжение об отстреле животных в национальном парке «Подольские Товтры» признано противоправным
2 мин на прочтение4 часа назад
Самый длинный день для самых высоких: 21 июня мир отмечает Всемирный день жирафов
Самый длинный день для самых высоких: 21 июня мир отмечает Всемирный день жирафов
3 мин на прочтение8 часов назад
Экологическая катастрофа в Василькове
Экологический кризис в Василькове: выявлены масштабные сбросы сточных вод в реку Стугна и незаконные коттеджи
2 мин на прочтение9 часов назад
Незаконная добыча песка в Николаевской области
В Николаевской области экоинспекторы пресекли незаконную добычу песка
1 мин на прочтение10 часов назад
День отца в Украине: роль отца, отцовство во время войны и советы психологов
5 мин на прочтение12 часов назад
Удаленная работа усугубляет изоляцию и наносит вред психическому здоровью
2 мин на прочтениеВчера
Жители трёх общин Херсонской области могут получить дополнительную финансовую помощь
2 мин на прочтениеВчера
На столичном рынке в Киеве малина стремительно дешевеет
1 мин на прочтениеВчера