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
Электроскутер: преимущества, особенности и как выбрать
Электроскутер: преимущества, особенности и как выбрать
4 мин на прочтение18 Сентября 2026
Рада приняла 7 важнейших законопроектов, касающихся международной помощи
В парламенте представили проект госбюджета на 2027 год и одобрили реформы в области евроинтеграции
1 мин на прочтение17 Сентября 2026
Цены на топливо в Украине 15 сентября: сколько стоят бензин, дизель и газ
Украинские АЗС обновили цены на топливо на фоне колебаний рынка
1 мин на прочтение15 Сентября 2026
Кабмин зарегистрировал в Раде законопроект № 16066 о штрафах в ядерной сфере
Кабмин предлагает ввести принудительное взыскание штрафов за нарушения в сфере использования ядерной энергии
1 мин на прочтение14 Сентября 2026
В Украине отмечают День работников нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности
2 мин на прочтение13 Сентября 2026
Движение по мосту Патона в Киеве будет частично ограничено из-за ремонтных работ
1 мин на прочтение10 Сентября 2026
Наука, которая заставляет смеяться, а потом задуматься: в мире отмечают День Шнобелевской премии
3 мин на прочтение08 Сентября 2026
Верховная Рада внедрила европейские нормы в сфере возобновляемой энергетики: принят законопроект № 14271
1 мин на прочтение03 Сентября 2026
Больше из GreenPost
Всемирный день роз: история, символика и интересные факты
Королева цветов в центре внимания: мир отмечает Всемирный день роз
3 мин на прочтение9 часов назад
Фото иллюстративное
В бюджете на 2027 год предусмотрены средства на повышение зарплат врачам до 30 тыс. грн, медсестрам — до 20 тыс. грн.
2 мин на прочтениеВчера
Кондратюк: Украине нужен единый центральный орган по защите прав детей
Более 58 тысяч детей в Украине имеют статус сирот: в Раде призвали создать единый орган по защите детства
1 мин на прочтениеВчера
ФОТО: Елена Крамаренко
Елена Крамаренко стала заместителем министра экономики и окружающей среды
2 мин на прочтениеВчера
В Виннице завершился Чемпионат Украины по уличной рыбалке
1 мин на прочтениеВчера
Масштабная гидрологическая засуха в Украине заставила метеорологов объявить наивысший уровень опасности
1 мин на прочтениеВчера
21 сентября мир отмечает День борьбы с монокультурными лесными насаждениями и промышленными лесопосадками
1 мин на прочтениеВчера
Украина укрепляет систему морской безопасности и охраны окружающей среды
1 мин на прочтениеВчера