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
Новые правила начисления платы за распределение природного газа: кто может не платить
2 мин на прочтениеВчера
Фото: rionews.com
Кадровый потенциал Закарпатья и признание украинских инженерных решений в Париже
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Летняя жара и топливная экономичность: как высокая температура увеличивает расход топлива
3 мин на прочтениеВчера
Почему нефть дешевле бензина: основные причины разницы в цене
Почему баррель сырья стоит дешевле, чем литр на АЗС: экономика нефтепереработки
2 мин на прочтение26 Июня 2026
Энергетическая независимость за забором: в Европе стремительно растёт популярность вертикальных солнечных ограждений
3 мин на прочтение25 Июня 2026
Электрификация авиации: разработка аккумуляторов нового поколения для пассажирских самолетов
3 мин на прочтение25 Июня 2026
В Гданьске представили масштабный проект концессии паромного терминала в порту «Черноморск»
2 мин на прочтение25 Июня 2026
Украина впервые вошла в пятерку крупнейших рынков систем накопления энергии в Европе
2 мин на прочтение25 Июня 2026
Больше из GreenPost
Схема с фиктивным разменением на 49 млн грн
Фиктивное разминирование на 49 млн грн: шестерым участникам схемы предъявлены подозрения
1 мин на прочтение6 часов назад
Доступность калийных удобрений снизилась на 10%
Мировой рынок удобрений: доступность калия для аграриев стремительно ухудшается
2 мин на прочтение7 часов назад
В Черкасской области предстанут перед судом трое участников схемы, присвоившие щебень на сумму 2,3 млн грн
Масштабные хищения в «Укрзализныце»: в Черкасской области предстанут перед судом трое участников схемы, присвоившие щебень на сумму 2,3 млн грн
2 мин на прочтение10 часов назад
Клубничная Луна: когда наступит полнолуние в июне 2026 года
Клубничная Луна: когда наступит полнолуние в июне 2026 года
2 мин на прочтение12 часов назад
Основа нашей свободы: Украина отмечает День Конституции
2 мин на прочтение13 часов назад
Сезонные колебания стоимости витаминной продукции и рекордные скачки цен на овощи для борща
3 мин на прочтениеВчера
Астрономическая премьера лета и июньское Полуничное полнолуние 2026 года
3 мин на прочтениеВчера
Как правильно подобрать оптику для сохранения здоровья сетчатки и хрусталика
3 мин на прочтениеВчера