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
Электроскутер: преимущества, особенности и как выбрать
Электроскутер: преимущества, особенности и как выбрать
4 мин на прочтение18 Сентября 2026
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 прочтение17 Сентября 2026
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
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
Больше из GreenPost
Клод самостоятельно открыл новый ферментный комплекс ART. Изображение: Anthropic
Прорыв искусственного интеллекта в биологии: модель Claude самостоятельно открыла новый ферментный комплекс
3 мин на прочтение2 часа назад
Скандал в NHS: 20 женщин подверглись ненужной мастэктомии из-за ошибок
Скандал в системе здравоохранения: двадцать женщин подверглись ненужной мастэктомии
2 мин на прочтение8 часов назад
Фото иллюстративное
На Волыни провели обследование Кричевичевской осушительной системы
1 мин на прочтение12 часов назад
Зимневодский сельсовет продал 3,6 га земли возле львовской объездной дороги за 74,7 млн грн
Зимневодский сельсовет продал более 3 га земли возле объездной дороги Львова за 74,7 млн грн
1 мин на прочтение12 часов назад
Аромат кофе и работа мозга: японские учёные исследовали влияние запаха на психофизиологическое состояние
2 мин на прочтение14 часов назад
Всего 10 минут сверхмедленного бега способны улучшить настроение и работу мозга — новое исследование
3 мин на прочтение16 часов назад
Как защитить дыхательную систему от загрязнённого воздуха и скрытых заболеваний
1 мин на прочтение20 часов назад
За пределами аптечной прилавка: как фармацевтический сектор спасает жизни и создает лекарства будущего
1 мин на прочтение22 часа назад