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
Правительство объявляет конкурс на строительство электростанций общей мощностью 1,3 ГВт
2 мин на прочтение22 Мая 2026
Фото: Reuters
Критическое состояние энергоснабжения ЗАЭС: МАГАТЭ призывает к локальному прекращению огня
2 мин на прочтение22 Мая 2026
Программа «СветДом»
В рамках программы «СветДом» на солнечные панели для домов уже выделено более 400 млн грн
2 мин на прочтение21 Мая 2026
Фото: Минэнерго
Минэнерго рассматривает вопрос о разблокировании счетов государственных шахт
2 мин на прочтение21 Мая 2026
Суд Казахстана разрешил принудительное взыскание миллиардного долга с «Газпрома» в пользу «Нафтогаза»
2 мин на прочтение21 Мая 2026
За чей счет проводится периодическая поверка бытовых счетчиков газа
3 мин на прочтение21 Мая 2026
«Нафтогаз Трейдинг» возобновил публичные продажи на бирже
2 мин на прочтение21 Мая 2026
Миллионные махинации во время блекаутов: БЭБ раскрыло схему уклонения от уплаты налогов
1 мин на прочтение20 Мая 2026
Больше из GreenPost
Российское нападение на Киевскую область 24 мая
Последствия ночной атаки в Киевской области: повреждено более сотни объектов гражданской инфраструктуры
2 мин на прочтение3 часа назад
Во Львове врачи извлекли термометр из мочевого пузыря женщины
Во Львове из мочевого пузыря женщины извлекли термометр, пробывший там 8 лет
1 мин на прочтение4 часа назад
Ученые воссоздали гигантскую птицу моа с помощью искусственного яйца
В США воскресили птиц, вымерших 600 лет назад
1 мин на прочтение6 часов назад
Посівна кампанія на Черкащині
В Черкасской области засеяно более 400 тысяч гектаров яровых зерновых
1 мин на прочтение7 часов назад
Более 28 тысяч жителей Днепропетровской области получат стабильное водоснабжение благодаря новым водопроводам
2 мин на прочтение9 часов назад
В Черкасской области детям-сиротам выплатили более 38 тысяч гривен помощи по решению суда
1 мин на прочтение10 часов назад
Европейский день парков: сохранение природного наследия и «зеленых легких» континента
2 мин на прочтение12 часов назад
Триумф у пирамид: Усик досрочно победил Верховена и защитил чемпионские пояса
1 мин на прочтение13 часов назад