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
День открытия гелия 18 августа: история, научный прорыв и факты
День открытия гелия: как солнечное затмение подарило человечеству новый химический элемент
3 мин на прочтениеВчера
Фото: Дмитрия Смольенко, «Укринформ»
Жизнь в 20 км от фронта: как Запорожье готовится к зиме и строит уникальные подземные объекты
3 мин на прочтение15 Августа 2026
Обмілілий Дунай на тлі посухи в Угорщині. Фото: Getty Images
Жара и мелкое русло Дуная вызвали энергетический кризис в Венгрии: как охлаждают АЭС в Центральной Европе
3 мин на прочтение15 Августа 2026
АЭС "Черновода". Фото: Nuclearelectrica
Дунай мелеет: Румыния остановила единственную АЭС, украинские порты теряют перевалку
3 мин на прочтение13 Августа 2026
Энергетический комитет ВР поддержал законопроекты об ускорении развития сетей и корпоратизации «Восточного ГОКа»
2 мин на прочтение13 Августа 2026
Россия нанесла удар по энергетике Одесской области: отключения электроэнергии в четырёх областях
2 мин на прочтение13 Августа 2026
В Германии закрыли аэропорт Ганновера из-за подозрительного беспилотника
1 мин на прочтение12 Августа 2026
Цены на АЗС стремительно растут из-за международного кризиса и новых требований к топливу
1 мин на прочтение12 Августа 2026
Больше из GreenPost
Этой осенью в Европе вступают в силу новые правила дорожного движения и штрафы
Этой осенью в Европе вступают в силу новые правила дорожного движения и штрафы
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Нападение в Ормузском проливе: британское судно подверглось удару неизвестным снарядом, есть раненые
1 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Дефицит сырья всколыхнул рынок: в Китае резко подорожало рапсовое масло
1 мин на прочтениеВчера
В поселке Таирово откроют монументальный арт-объект «Коркотяг»
Винодельческие традиции Одесской области: в поселке Таирово откроют монументальный арт-объект «Коркотяг»
1 мин на прочтениеВчера
Поддержка переселения агробизнеса и компенсации за укрепления: правительство готовит новые программы для фермеров
1 мин на прочтениеВчера
Зеленский представил в Раду кандидатуры Евгения Хмары и Андрея Сибиги на должности главы Минобороны и МИД
2 мин на прочтениеВчера
«Дуй, пакуй и комплектуй»: 10 сотрудников ТЦК в Одесской области задержаны за пытки и насилие во время мобилизации
2 мин на прочтениеВчера
День противозачаточных средств: от революции в планировании семьи до свободы выбора
2 мин на прочтениеВчера