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: Calbee Inc / Bloomberg
Кризис поставок из-за событий на Ближнем Востоке: японский гигант Calbee переходит на черно-белую упаковку
2 мин на прочтение5 часов назад
Фото иллюстративное
Прогнозы энергетиков на лето: при какой температуре отключения света будут длиться до восьми часов
2 мин на прочтение9 часов назад
В ОАЭ восстановили электроснабжение ядерного реактора после удара БПЛА
Восстановлено питание одного из четырёх реакторов атомной электростанции «Барака» в Объединённых Арабских Эмиратах
1 мин на прочтениеВчера
Проверка АЗС в Овидиополе
Некачественное топливо в Одесской области: экологи выявили нарушения на АЗС
1 мин на прочтениеВчера
ОАЭ возобновили электроснабжение на атомной электростанции, подвергшейся удару беспилотника
2 мин на прочтениеВчера
Системный террор против газовой инфраструктуры: объекты «Нафтогаза» под трехдневными ударами
2 мин на прочтениеВчера
Теневой экспорт вопреки санкциям: Россия задействовала новые танкеры для вывоза сжиженного газа в Азию
2 мин на прочтение18 Мая 2026
Искусственный интеллект будет способствовать развитию атомной энергетики
1 мин на прочтение18 Мая 2026
Больше из GreenPost
Фото GreenPosr
Германия обогнала США по поставкам тракторов в Украину
1 мин на прочтение3 часа назад
Предупреждение об опасных метеорологических явлениях на Украине
Предупреждение об опасных метеорологических явлениях на Украине
1 мин на прочтение4 часа назад
Шесть человек на одно место: «Укрзализныця» предупредила о остром дефиците билетов летом
В результате вражеских обстрелов безвозвратно уничтожено сорок шесть пассажирских вагонов, — УЗ
2 мин на прочтение6 часов назад
Курс на европейское качество: молочный сектор получил план интеграции в рынок ЕС
Представлен стратегический план развития молочной отрасли для выхода на европейские рынки
2 мин на прочтение7 часов назад
«УКАБ Агротехнологии 2026. Киевская область»: синергия инноваций и стойкости от 106 компаний выставочной зоны
4 мин на прочтение8 часов назад
Стратегия «Голубой экономики» и экологические вызовы для европейских акваторий
2 мин на прочтение10 часов назад
Опасность пищевой аллергии и решающая роль адреналина
2 мин на прочтение11 часов назад
Экономические аспекты пчеловодства и стратегии сохранения биоразнообразия на планете
2 мин на прочтение12 часов назад