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
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 прочтениеВчера
Фото: Жан-Себастьян Еврард/AFP/Getty Images
В Украине отмечают День работников нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности
2 мин на прочтение13 Сентября 2026
Ограничение движения на мосту Патона в Киеве с 11 по 14 сентября
Движение по мосту Патона в Киеве будет частично ограничено из-за ремонтных работ
1 мин на прочтение10 Сентября 2026
ФОТО: иллюстративное
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
В Италии к 2033 году построят самый длинный в мире подвесной мост через Мессинский пролив
1 мин на прочтение02 Сентября 2026
В Дубае появился первый сертифицированный порт для беспилотных электрических аэротакси
1 мин на прочтение01 Сентября 2026
Турецкие судовладельцы готовят суда к консервации из-за атак в Чёрном море впервые за 18 лет
1 мин на прочтение01 Сентября 2026
Больше из GreenPost
Ущерб окружающей среде на сумму 300 тысяч гривен в результате обстрела КПП Старокозаче
Ночной удар по пункту пропуска «Старокозаче» привёл к выбросу 100 тонн вредных веществ в атмосферу
1 мин на прочтениеВчера
Осенние контрасты уступают место теплу: названы сроки наступления «бабьего лета» в Украине
Осенние контрасты уступают место теплу: названы сроки наступления «бабьего лета» в Украине
1 мин на прочтениеВчера
Чемпионат Украины по ловле хищной рыбы 2026
В Хмельницкой области определились победители Чемпионата Украины по ловле хищной рыбы на спиннинг
1 мин на прочтениеВчера
Всемирный день атопической экземы
Болезнь, о которой стоит говорить: 14 сентября во всём мире отмечают День атопической экземы
1 мин на прочтениеВчера
От миграционных путей до сохранения болот: почему сохранение журавлей важно для экосистем
2 мин на прочтениеВчера
Учёные исследуют влияние взрывов и мин на заповедные степи
1 мин на прочтениеВчера
На Аляске спасли 15-летнего подростка, который два дня держался за перевернутую лодку
1 мин на прочтениеВчера
Почему птицы массово гибнут от взрывов и как FPV-дроны создают новые экологические угрозы
1 мин на прочтение13 Сентября 2026