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
Рада приняла 7 важнейших законопроектов, касающихся международной помощи
В парламенте представили проект госбюджета на 2027 год и одобрили реформы в области евроинтеграции
1 мин на прочтениеВчера
Цены на топливо в Украине 15 сентября: сколько стоят бензин, дизель и газ
Украинские АЗС обновили цены на топливо на фоне колебаний рынка
1 мин на прочтение15 Сентября 2026
Кабмин зарегистрировал в Раде законопроект № 16066 о штрафах в ядерной сфере
Кабмин предлагает ввести принудительное взыскание штрафов за нарушения в сфере использования ядерной энергии
1 мин на прочтение14 Сентября 2026
Фото: Жан-Себастьян Еврард/AFP/Getty Images
В Украине отмечают День работников нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности
2 мин на прочтение13 Сентября 2026
Движение по мосту Патона в Киеве будет частично ограничено из-за ремонтных работ
1 мин на прочтение10 Сентября 2026
Наука, которая заставляет смеяться, а потом задуматься: в мире отмечают День Шнобелевской премии
3 мин на прочтение08 Сентября 2026
Верховная Рада внедрила европейские нормы в сфере возобновляемой энергетики: принят законопроект № 14271
1 мин на прочтение03 Сентября 2026
Верховная Рада приняла законопроект о «зеленой» энергетике в соответствии с европейскими стандартами
1 мин на прочтение02 Сентября 2026
Больше из GreenPost
Церковь Рождества Пресвятой Богородицы в Пилипце
Построенная без гвоздей: церковь Рождества Пресвятой Богородицы в Пилипце поражает своей аутентичностью
1 мин на прочтениеВчера
Повреждение моста в Одесской области задерживает доставку зерна в порты Дуная
Повреждение моста в Одесской области может задержать доставку зерна в дунайские порты почти на месяц
1 мин на прочтениеВчера
Состав сборной Украины на матчи Лиги наций 2026–27
Андреа Мальдера объявил состав сборной Украины на стартовые матчи Лиги наций
1 мин на прочтениеВчера
Фото:УНИАН
В двух городах Киевской области зафиксировано ухудшение качества атмосферного воздуха
1 мин на прочтениеВчера
150 минут в социальных сетях связаны с симптомами депрессии у взрослых
3 мин на прочтениеВчера
Величественные «морские ангелы»: 17 сентября мир отмечает Всемирный день ската-манты
2 мин на прочтениеВчера
Родительство, подаренное сердцем: 17 сентября в Украине отмечают День усыновления
3 мин на прочтениеВчера
Введение чрезвычайного положения: как круглосуточная работа служб гражданской защиты спасает жизни
2 мин на прочтениеВчера