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
Фото иллюстративное
В Черкасской области предстанет перед судом руководство сети АЗС за незаконную продажу топлива
1 мин на прочтениеВчера
Энергонезависимость малого бизнеса.
Энергонезависимость малого бизнеса: в рамках правительственной программы индивидуальные предприниматели получили почти 439 млн грн
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
«Зеленое восстановление»: Украина может вернуть в производство более 8 миллионов тонн строительных отходов
2 мин на прочтение09 Июня 2026
Украина сообщила МАГАТЭ об атаке дрона на хранилище ядерного топлива ЧАЭС
Украина сообщила МАГАТЭ об атаке дрона на хранилище ядерного топлива ЧАЭС
2 мин на прочтение08 Июня 2026
Энергомодернизация столицы: в Киеве объявили о досрочном начале приема заявок на конкурс «70/30»
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Локальное перемирие под эгидой МАГАТЭ: вблизи ЗАЭС начинаются ремонтные работы
2 мин на прочтение05 Июня 2026
Плавучие АЭС — ключ к декарбонизации и энергетической независимости греческих островов
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Мировой энергетический кризис и возрождение атомной энергетики: баланс между безопасностью и декарбонизацией
3 мин на прочтение05 Июня 2026
Больше из GreenPost
День Жака-Ива Кусто: первопроходец подводного мира и его наследие
Наследие великого капитана: значение Дня Жака-Ива Кусто для мировой океанографии и экологии
2 мин на прочтение13 минут назад
Фото: европейская рысь / Getty Images
Евразийская рысь оказалась на грани исчезновения в Карпатах и на Полесье
3 мин на прочтениечас назад
НМТ в Одесской области продолжался до 13 часов
НМТ длительностью 13 часов: в Одесской области выпускники сдавали экзамен в экстремальных условиях из-за тревог
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Хлороформ и жесткость: в нескольких городах Винницкой области питьевая вода не прошла проверку
2 мин на прочтениеВчера
«Призрак леса» под угрозой: в Украине осталось около 500 особей евразийской рыси
2 мин на прочтениеВчера
Адаптация экологических директив — одна из ключевых задач на пути в ЕС
3 мин на прочтениеВчера
Как опция автовыкупа и специальные резервы помогают приобрести дефицитные билеты — УЗ
3 мин на прочтениеВчера
Пенсионный фонд опроверг слухи об аннулировании страхового стажа после 10 июня
2 мин на прочтениеВчера