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
ВАКС приговорил бывшего директора порта «Черноморск» к 10 годам лишения свободы
10 лет лишения свободы и конфискация имущества: ВАКС вынес приговор бывшему руководителю порта «Черноморск»
1 мин на прочтение4 часа назад
Фото иллюстративное: Pixabay
Нужно ли платить за распределение, если газ не используется: разъяснение «Газсетей»
2 мин на прочтение8 часов назад
Ликвидация последствий массированной атаки РФ 12 ноября. Фото: ГСЧС Киева
Массированная ночная атака на инфраструктуру: разрушения зафиксированы в восьми областях Украины
2 мин на прочтение10 часов назад
Международный день энергосбережения 11 ноября: советы и факты
Практические решения для каждого: как повысить энергоэффективность дома и сократить расходы
2 мин на прочтениеВчера
Парламент принял в первом чтении законопроект о защите вод от загрязнения агрохимикатами
1 мин на прочтение10 Ноября 2026
78 ударов за три суток: в ДТЭК рассказали о массированных атаках РФ на энергетическую инфраструктуру
1 мин на прочтение05 Ноября 2026
Правительство передает Киеву 10 дополнительных генераторов для водоканала
1 мин на прочтение05 Ноября 2026
Госэкоинспекция получила 20 современных мобильных лабораторий от ООН и Швеции
1 мин на прочтение01 Ноября 2026
Больше из GreenPost
Стратегия адаптации к изменению климата до 2036 года
В Украине началось общественное обсуждение новой климатической стратегии
1 мин на прочтение2 часа назад
Фото иллюстративное
Правительство одобрило обновление экологической стратегии до 2030 года
1 мин на прочтение3 часа назад
Украинский павильон открылся на конференции COP31 в Турции
На климатической конференции COP31 в Турции открылся украинский павильон
1 мин на прочтение5 часов назад
Птицы в оптоволокне: ONUKA и UAnimals создали проект об экоциде, совершаемом Россией против Украины
Птицы в оптоволокне: ONUKA и UAnimals создали видео, чтобы рассказать миру об уничтожении украинской природы
2 мин на прочтение6 часов назад
«Агросектор 2026–2027: стратегия выживания»: основные вызовы и решения VI Агрополитического форума
5 мин на прочтение7 часов назад
12 ноября отмечается День куриного супа для души
2 мин на прочтение12 часов назад
Жемчужина испанского виноделия: чем уникально вино Темпранильо
2 мин на прочтение14 часов назад
Чем опасно воспаление легких для детей и взрослых
3 мин на прочтение16 часов назад