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
Без пересадок в ЕС: как Закарпатье становится главным железнодорожным хабом Украины благодаря стандарту 1435 мм
Электрификация железнодорожной линии в Европу: на станции Чоп стартовал заключительный этап модернизации евроколеи
4 мин на прочтение3 часа назад
«Укрзализныця» возобновляет продажу отработанных масел на «Прозорро.Продажи»: даты и условия
УЗ выставляет на аукционы тонны отработанных локомотивных масел для вторичной переработки
4 мин на прочтение4 часа назад
Фото ИИ
Украина и Болгария запускают «Вертикальный газовый коридор»
2 мин на прочтение7 часов назад
«Нафтогаз» и Baker Hughes подписали меморандум
«Нафтогаз» и Baker Hughes договорились о масштабном сотрудничестве в сфере добычи и транспортировки энергоресурсов
1 мин на прочтение8 часов назад
Ассамблея доноров выделяет 30 млн евро на первые этапы восстановления объекта «Укрытие»
1 мин на прочтение10 часов назад
Энергетики вводят дневные ограничения мощности из-за повреждений инфраструктуры
1 мин на прочтение12 часов назад
«Укрзализныця» возвращает отработанные масла в оборот: торги на «Прозорро.Продажи» возобновлены
1 мин на прочтениеВчера
Венгрия приостановит транзит газа в Украину с июля: последствия для энергосистемы Украины
1 мин на прочтениеВчера
Больше из GreenPost
Выделение 59,5 млн грн от ВПП ООН на горячее питание школьников: решение МОН
Миллионы на горячие обеды: МОН распределило средства ООН на питание учеников начальных классов
5 мин на прочтение37 минут назад
Экологичный образ жизни 2026: как стать Zero Waste
Экология начинается с дома: 10 шагов к жизни в стиле Zero Waste
5 мин на прочтениечас назад
Рыбалка по правилам: где и когда в Одесской области запрещен вылов рыбы во время весенне-летнего нереста
Нерестовый запрет в Одесской области: перечень ограничений и сроки для водоемов региона
4 мин на прочтение2 часа назад
Фото Biosphere Corporation.
Чайный прорыв на юге: Одесская область становится новым центром выращивания Camellia sinensis
2 мин на прочтение6 часов назад
СТОП уничтожению экологической политики: открытое обращение общественности к Кабинету Министров
3 мин на прочтение10 часов назад
Пластиковая память: почему искусственные цветы на кладбищах становятся экологической бомбой замедленного действия
3 мин на прочтение12 часов назад
История древнейшего экологического праздника и проблемы, с которыми сталкиваются птицы в современном мире
6 мин на прочтение13 часов назад
Сила каждого шага: почему пешие прогулки являются основой физического и душевного благополучия
5 мин на прочтение14 часов назад