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
Государственная поддержка автономной энергетики: новые условия компенсации за установку солнечных панелей и аккумуляторов
Энергонезависимость домохозяйств: Кабмин обновил правила кредитования систем резервного питания
2 мин на прочтение5 часов назад
Назначен новый заместитель министра энергетики Украины
Кадровые перестановки в Минэнерго: Андрей Чотчиков стал заместителем министра
1 мин на прочтение8 часов назад
Фото ілюстративне
Как новые интеллектуальные модули помогут украинцам экономить газ и сокращать выбросы
4 мин на прочтение15 часов назад
Отмена льготного газа для ТКЭ: последствия для когенерации
Энергетический тупик: почему решение Кабмина вынуждает остановить когенерацию по всей Украине
6 мин на прочтениедень назад
Украина приступает к строительству собственного завода по производству ядерного топлива
6 мин на прочтениедень назад
Газовая независимость по стандартам ЕС: как новые правила защитят украинских потребителей
1 мин на прочтениеВчера
Где мой кэшбэк за топливо? Пошаговая инструкция: что делать, если начисление не появилось в «Дії»
2 мин на прочтениеВчера
Арктика без мазута: ИМО выдвигает новые требования к судоходству в полярных широтах
2 мин на прочтениеВчера
Больше из GreenPost
Фото: Прокуратура Украины
Цветочные махинации в Одессе: схема на 13 ФЛП и 11 млн грн
2 мин на прочтение2 часа назад
В Одесской области пресекли незаконную добычу известняка на сумму 1,3 млн грн. Фото: Национальная полиция Украины
Полиция раскрыла схему незаконной добычи полезных ископаемых в Одесской области
2 мин на прочтение3 часа назад
Фото иллюстративное
Выплаты по инвалидности I группы в апреле 2026 года: расчет пособия, подгруппы и надбавки
2 мин на прочтение6 часов назад
Как приготовить полезный суп для желудка: советы и правила
Легкость в каждой ложке: советы диетологов по приготовлению максимально усваиваемых супов
2 мин на прочтение7 часов назад
Таяние вечной мерзлоты Аляски вымывает древний углерод в Мировой океан
3 мин на прочтение10 часов назад
Зеленый небоскреб Закарпатья: как североамериканская дугласия стала самым высоким деревом Украины
4 мин на прочтение12 часов назад
Влияние оптоволокна, антидроновых сетей и экоцида на пернатых
5 мин на прочтение14 часов назад
Международный день детской йоги — средства психологического восстановления и укрепления иммунитета
5 мин на прочтение17 часов назад