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
АЭС "Черновода". Фото: Nuclearelectrica
Дунай мелеет: Румыния остановила единственную АЭС, украинские порты теряют перевалку
3 мин на прочтениеВчера
Один из карьеров ОГХК (Объединенная горно-химическая компания). Фото: ubiz.ua
Энергетический комитет ВР поддержал законопроекты об ускорении развития сетей и корпоратизации «Восточного ГОКа»
2 мин на прочтениеВчера
Фото: ГСЧС Одесской области
Россия нанесла удар по энергетике Одесской области: отключения электроэнергии в четырёх областях
2 мин на прочтениеВчера
Закриття аеропорту Ганновера через невідомий дрон у Німеччині
В Германии закрыли аэропорт Ганновера из-за подозрительного беспилотника
1 мин на прочтение12 Августа 2026
Цены на АЗС стремительно растут из-за международного кризиса и новых требований к топливу
1 мин на прочтение12 Августа 2026
Украина проводит масштабное укрепление Чернобыльской зоны на случай нового вторжения со стороны Беларуси
2 мин на прочтение10 Августа 2026
От арахисового масла до биотоплива: история, преимущества и перспективы Международного дня биодизеля
3 мин на прочтение10 Августа 2026
Воздушный террор против топливно-энергетического комплекса: россияне атаковали объекты добычи и сеть АЗС «Укрнафты»
1 мин на прочтение09 Августа 2026
Больше из GreenPost
Фото: Закарпатская таможня / Facebook
Лекарства на 700 тысяч гривен: в грузовике с гуманитарной помощью обнаружили незадекларированные препараты
1 мин на прочтение5 часов назад
Река Рика критически обмелела из-за засухи в Закарпатье. Фото: Петр Шегда / Ужгород 21
Засуха в Закарпатье: река Рика критически обмелела из-за длительного отсутствия осадков
2 мин на прочтение7 часов назад
Фото: КГГА / Facebook
Древесину с срубленных на Теремках деревьев используют для скамеек и пергол в парках Киева — КГГА
2 мин на прочтение10 часов назад
В США спасли более 30 кошек из брошенной яхты
Более 30 кошек на брошенной яхте: в США полиция и защитники животных провели трогательную спасательную операцию
2 мин на прочтение10 часов назад
От импульсивного решения до чистой кожи: как мир отмечает День удаления татуировок
2 мин на прочтение11 часов назад
Азотфиксация: роль азотфиксирующих бактерий в питании растений и улучшении плодоношения
4 мин на прочтениеВчера
Более половины экспортного урожая рискует остаться в Украине — Минагрополитики
3 мин на прочтениеВчера
Новые назначения в Минздраве и увольнения в двух министерствах: правительство приняло ряд кадровых решений
1 мин на прочтениеВчера