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
Почему пенсия начислена неверно
Ошибки в начислении пенсий: названы причины некорректных выплат и способы их исправления
1 мин на прочтениеВчера
Строительство моста в Лебедевке
В Киевской области возводят новый мостовой переход: стоимость работ оценивается в 130 млн грн
1 мин на прочтениеВчера
Выжившие после затопления российского грузового судна «Ursa Major» стоят на палубе испанского судна морского спасения после прибытия в порт Картахены, Испания, 23 декабря 2024 года. Фото: Jose Maria Rodriguez/Reuters
Тайна «Ursa Major»: как российское судно с ядерными реакторами для КНДР затонуло у берегов Испании
3 мин на прочтениеВчера
Оперативная обстановка в энергосистеме 11 мая
Состояние энергосистемы на 11 мая: в пяти областях наблюдаются отключения электроэнергии из-за обстрелов
1 мин на прочтение11 Мая 2026
Кабмин ликвидировал Координационный центр трансформации угольных регионов
2 мин на прочтение11 Мая 2026
Новая планка в энергетике: Urenco Capenhurst открывает эру LEU+
2 мин на прочтение11 Мая 2026
ГУР раскрыло планы Кремля по разграблению украинских недр
1 мин на прочтение07 Мая 2026
Агробизнес на радиации: ГБР раскрыло захват 190 гектаров в Чернобыльской зоне
1 мин на прочтение07 Мая 2026
Больше из GreenPost
Задержание майора за взятку в виде сухпайков
В Одессе майор тыловой службы вымогал 100 тысяч гривен за приемку продуктов для ВСУ
1 мин на прочтение2 часа назад
Продажа мукомольного завода в Закарпатье
В Закарпатье выставлен на продажу мукомольный завод за 550 тыс. долларов.
1 мин на прочтение2 часа назад
Фото: Ivan Rusev / Facebook
Масляная ловушка: масштабы загрязнения «Тузловских лиманов» растут
2 мин на прочтение6 часов назад
Международный день хумуса: польза и популярность этого продукта во всем мире
Глобальный феномен: как хумус покорил мировой рынок продуктов
2 мин на прочтение6 часов назад
Больше, чем сорняк: экологическая и биологическая роль одуванчика
2 мин на прочтение7 часов назад
Одесситов призывают сдать кровь: 11-й городской больнице срочно нужны доноры всех групп крови
1 мин на прочтениеВчера
Медицинский осмотр для школы и детского сада: как быстро получить справку 086/о без очередей
1 мин на прочтениеВчера
Последствия обстрела Одессы: в атмосферу попало почти 100 тонн вредных выбросов
1 мин на прочтениеВчера