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: Генеральный директор МАГАТЭ Рафаэль Гросси / Минприроды
Ротация международных мониторинговых миссий на украинских атомных электростанциях
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное: Getty Images
Последствия массированной ночной атаки на энергетические объекты и текущее состояние энергоснабжения
2 мин на прочтениеВчера
Начало испытаний первого водородного поезда собственной разработки в Индии
Начало испытаний первого водородного поезда собственной разработки в Индии
3 мин на прочтениеВчера
Великобритания планирует продать российскую нефть с захваченного танкера в пользу Украины
Великобритания планирует продать российскую нефть с захваченного танкера в пользу Украины
2 мин на прочтение29 Июня 2026
Аэропорты Рима вынуждены отключить новую биометрическую систему ЕС (EES)
2 мин на прочтение29 Июня 2026
Энергетический прорыв на URC 2026: Украина подписала 28 международных соглашений на сумму почти 2 миллиарда евро
3 мин на прочтение29 Июня 2026
ПАСЕ приняла масштабную резолюцию о продовольственной безопасности в условиях кризиса
2 мин на прочтение28 Июня 2026
Новые правила начисления платы за распределение природного газа: кто может не платить
2 мин на прочтение27 Июня 2026
Больше из GreenPost
Фото из открытых источников
Решение ВАКС о продлении меры пресечения в отношении бывшего руководителя ГП «Чоразморшлях»
3 мин на прочтениеВчера
Трагическая статистика: с начала лета на водоемах Украины погибли 40 детей. Фото иллюстративное
Зафиксирован рост числа трагических случаев на водоемах Украины за первый месяц лета
2 мин на прочтениеВчера
Металлурги призывают правительство не допускать «Укрзализныцю» к ручному регулированию тарифов на перевозки в порты
Металлурги призывают правительство не допускать «Укрзализныцю» к ручному регулированию тарифов на перевозки в порты
2 мин на прочтениеВчера
В Закарпатье почти пересохло русло реки Рика
Экологическая катастрофа в Закарпатье: река Рика критически обмелела
1 мин на прочтениеВчера
В Ровенской области ликвидируют свалку растительных отходов у реки
1 мин на прочтениеВчера
Бизнес-хаб на поле: как прошел масштабный День поля «АГРО ЛЬВОВ 2026»
2 мин на прочтениеВчера
Раскрытие факта незаконной вырубки дубов в защитных лесонасаждениях в Одесской области
2 мин на прочтениеВчера
Спортивная журналистика: от классического репортажа до цифровых медиаимперий
3 мин на прочтениеВчера