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
Строительство ВЭС мощностью 50 МВт под Луцком
Вблизи Луцка появится ВЭС мощностью 50 МВт
1 мин на прочтениечас назад
Випробувальний стенд DOME для мікрореакторів
Будущее микроядерной энергетики: частные разработчики получили доступ к уникальному испытательному реактору
1 мин на прочтение2 часа назад
Антикоррупционный суд продлил арест Галущенко
Антикоррупционный суд продлил арест Галущенко
2 мин на прочтение5 часов назад
«Это не реванш, а правда»: лидер партии «Тиса» обещает реформировать венгерские государственные СМИ
Петер Мадьяр впервые за полтора года появился в прямом эфире венгерского государственного радио
2 мин на прочтение8 часов назад
Эксперты прогнозируют постепенное подорожание электроэнергии, газа и отопления
2 мин на прочтение9 часов назад
Рынок топлива 14 апреля: почему дизельное топливо стало «золотым» и как это отразится на кошельках украинцев
2 мин на прочтениеВчера
Энергоэффективность без строительства: как оптимизация АЭС может заменить новые реакторы
2 мин на прочтениеВчера
Санкционные суда и скрытые грузы: как перемирие между США и Ираном активизировало военные перевозки в Каспии
2 мин на прочтение12 Апреля 2026
Больше из GreenPost
Фото usm.media
Украинские полярники получили 7-тонный вездеход для строительства станции
2 мин на прочтениечас назад
Школа безбарьерных маршрутов
Начинается отбор в Школу безбарьерных маршрутов
1 мин на прочтение3 часа назад
Выращивание арбузов в Херсонской области
В Херсонской области расширяют площади под овощи и бахчевые культуры, несмотря на обстрелы
1 мин на прочтение4 часа назад
Берлин поможет Киеву оцифровать данные о полезных ископаемых и привлечь стратегических инвесторов
Берлин поможет Киеву оцифровать данные о полезных ископаемых и привлечь стратегических инвесторов
1 мин на прочтение7 часов назад
Как правильно хранить крашеные яйца и избежать пищевых отравлений
2 мин на прочтение7 часов назад
Безопасность продуктов и эпизоотический мониторинг: Госпродпотребслужба углубляет сотрудничество с Румынией
2 мин на прочтение10 часов назад
Река посреди пустыни: как очищенные сточные воды превратили Эр-Рияд в зеленый оазис
2 мин на прочтение11 часов назад
От сортировки отходов до циркулярной экономики: что нужно знать о состоянии окружающей среды сегодня
2 мин на прочтение12 часов назад