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
Энергетический фронт: Украина утвердила план накопления газа на следующую зиму
2 мин на прочтение2 часа назад
Ормузский пролив остается полупустым, несмотря на перемирие между США и Ираном
Ормузский пролив остается полупустым, несмотря на перемирие между США и Ираном
2 мин на прочтение2 часа назад
Фото: pixabay/Skitterphoto
Рынок топлива в апреле: рекордные объемы поставок и ожидания снижения цен со стороны частных сетей
2 мин на прочтениеВчера
Постановление № 15133: парламент требует усиления защиты украинских АЭС на международном уровне
Рада приняла обращение к ООН и МАГАТЭ к 40-й годовщине Чернобыльской трагедии
2 мин на прочтениеВчера
«Нафтогаз» переходит на автоматизированный контроль и смарт-счетчики
1 мин на прочтениеВчера
Энергетическая интеграция с ЕС: Верховная Рада приняла закон об объединении рынков электроэнергии
2 мин на прочтениеВчера
Угольные махинации во время войны: в суд предстанут экс-заместитель министра энергетики и бывший народный депутат
2 мин на прочтение07 Апреля 2026
Украина восстановила 85% тепловой генерации после атак и привлекла 600 млн евро помощи
2 мин на прочтение06 Апреля 2026
Больше из GreenPost
Заболевание африканской чумой свиней в Украине
Угроза без вакцины: основные признаки АЧС и что делать при подозрении на вспышку
2 мин на прочтение4 часа назад
Пасха-2026: как испечь идеальную паску для вашей семьи
Традиции и новинки: три рецепта пасхальной куличи для вашей семьи
3 мин на прочтение5 часов назад
Регистрация пасеки: как получить паспорт и подать заявление в 2026 году
Официальный статус пчеловодства: пошаговая инструкция по регистрации пасеки в Украине
2 мин на прочтение6 часов назад
Как выбрать безопасные весенние овощи: советы потребителям
Свежая зелень без риска: как выбрать безопасные весенние овощи и избежать нитратов
2 мин на прочтение7 часов назад
В Черниговской области усилили контроль за объектами децентрализованного водоснабжения
2 мин на прочтение8 часов назад
Госпродпотребслужба вводит обязательное лицензирование специалистов на фермах
2 мин на прочтение9 часов назад
Природный календарь огородника: когда сеять овощи в зависимости от цветения деревьев и цветов
2 мин на прочтение10 часов назад
Названо государство, ставшее главным покупателем похищенного украинского зерна
2 мин на прочтение11 часов назад