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
Энергоэффективная программа «70/30» в Киеве: начало приема заявок. Фото: Вечірній Київ
Энергомодернизация столицы: в Киеве объявили о досрочном начале приема заявок на конкурс «70/30»
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Локальное перемирие у ЗАЭС: МАГАТЭ одобрило ремонт ЛЭП «Днепровская»
Локальное перемирие под эгидой МАГАТЭ: вблизи ЗАЭС начинаются ремонтные работы
2 мин на прочтение05 Июня 2026
Фотоколлаж: Ad Thiry/TheDigitalArtist
Плавучие АЭС — ключ к декарбонизации и энергетической независимости греческих островов
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Фото: Guillaume Souvant / AFP / Getty Images
Мировой энергетический кризис и возрождение атомной энергетики: баланс между безопасностью и декарбонизацией
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Растрата 104 миллионов на защиту энергетики Закарпатья
3 мин на прочтение04 Июня 2026
Программа кэшбэка на топливо завершилась: правительство оказало поддержку почти 2,3 млн украинцев во время топливного кризиса
2 мин на прочтение01 Июня 2026
НКРЭКУ готовит очередное повышение тарифов с 1 июля
2 мин на прочтение30 Мая 2026
Правительство выделило 3 миллиарда гривен на обустройство дополнительных котельных
1 мин на прочтение28 Мая 2026
Больше из GreenPost
Фото: Pixabay
Новые штрафы для водителей электросамокатов за правонарушения на дорогах
3 мин на прочтениеВчера
Фото: локация Каховского водохранилища после подрыва дамбы Каховской ГЭС российскими оккупантами 6 июня 2023 года / РБК-Украина
Дискуссия вокруг Каховской ГЭС: почему восстановление объекта крайне необходимо, но технически невозможно
3 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Советы аграриям: как уберечь молодые всходы кукурузы от нашествия стай ворон
4 мин на прочтениеВчера
Фото: Shutterstock
Как избавиться от личинок майского жука на участке без использования агрессивных химикатов
3 мин на прочтениеВчера
6 июня — День журналистики: слова, которые не умолкают
3 мин на прочтениеВчера
Ресторанный проект полностью закрывается и покидает одесский Пассаж после протестов граждан
3 мин на прочтениеВчера
Апрельские заморозки не помешали планам по сбору урожая сверхраннего картофеля
3 мин на прочтениеВчера
Российский командир признал, именно они взорвали плотину Каховской ГЭС (ВИДЕО)
4 мин на прочтениеВчера