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
Фото иллюстративное
78 ударов за три суток: в ДТЭК рассказали о массированных атаках РФ на энергетическую инфраструктуру
1 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Правительство передает Киеву 10 дополнительных генераторов для водоканала
1 мин на прочтениеВчера
Госэкоинспекция получила 20 мобильных лабораторий от ООН и Швеции
Госэкоинспекция получила 20 современных мобильных лабораторий от ООН и Швеции
1 мин на прочтение01 Ноября 2026
Фото иллюстративное
Энергосистема под обстрелами: в Днепре снова отключили электричество, на Правом берегу Киева — аварийные отключения
1 мин на прочтение30 Октября 2026
В Гоструда объяснили условия объявления простоя и размер выплат
1 мин на прочтение29 Октября 2026
В Одессе будут строго наказывать водителей за блокирование трамваев и троллейбусов
1 мин на прочтение29 Октября 2026
ГБР привлечет к суду должностных лиц ГСЧС за ущерб в размере 14,4 млн грн
1 мин на прочтение26 Октября 2026
30 лет на страже энергонезависимости: 2,37 трлн кВт·ч электроэнергии от «Энергоатома»
2 мин на прочтение23 Октября 2026
Больше из GreenPost
День освобождения Киева 6 ноября: история и факты о сражении
Битва за Днепр и цена победы: как осенью 1943 года решалась судьба столицы Украины
2 мин на прочтение6 часов назад
Фото: ГСЧС Донецкой области
От минирования территорий до экоцида: как военные действия разрушают природные экосистемы и будущее народов
2 мин на прочтение8 часов назад
Всемирный день без бумаги 6 ноября: цифровизация и экология
Цифровая трансформация и сохранение лесов: как электронный документооборот спасает экосистемы
2 мин на прочтение10 часов назад
Фото из открытых источников
Искусство чтения природы: во всем мире отмечают День ориентирования без компаса
3 мин на прочтение12 часов назад
Молодёжь GreenPost — на конференции Green Rising Ukraine 2026
4 мин на прочтениеВчера
В Житомирской области ликвидировали пожары в двух зерносушилках
1 мин на прочтениеВчера
Осенний межень достигает исторических минимумов: гидрологи предупредили о критической ситуации на реках
1 мин на прочтениеВчера
На берегу лимана Шаганы построят мемориал погибшим черноморским дельфинам
1 мин на прочтениеВчера