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
Госэкоинспекция получила 20 мобильных лабораторий от ООН и Швеции
Госэкоинспекция получила 20 современных мобильных лабораторий от ООН и Швеции
1 мин на прочтениечас назад
Фото иллюстративное
Энергосистема под обстрелами: в Днепре снова отключили электричество, на Правом берегу Киева — аварийные отключения
1 мин на прочтение30 Октября 2026
Оформление простоя из-за отключения электричества: правила и размер выплат
В Гоструда объяснили условия объявления простоя и размер выплат
1 мин на прочтение29 Октября 2026
В Одессе будут штрафовать и эвакуировать автомобили за блокирование трамваев
В Одессе будут строго наказывать водителей за блокирование трамваев и троллейбусов
1 мин на прочтение29 Октября 2026
ГБР привлечет к суду должностных лиц ГСЧС за ущерб в размере 14,4 млн грн
1 мин на прочтение26 Октября 2026
30 лет на страже энергонезависимости: 2,37 трлн кВт·ч электроэнергии от «Энергоатома»
2 мин на прочтение23 Октября 2026
Как рассчитать запас электроэнергии для дома: возможности аккумуляторной батареи Deye SE-F5 Pro-C
3 мин на прочтение22 Октября 2026
Фонды Норвегии и Дании инвестируют 72 миллиона долларов в крупный солнечный проект на Филиппинах
1 мин на прочтение20 Октября 2026
Больше из GreenPost
Загрязнение реки Корчик в Корце: экоинспекторы взяли пробы воды
В Ровенской области расследуют случай сброса сточных вод в реку Корчик
1 мин на прочтение3 часа назад
На следующей неделе в Украину придут морозы до -5 °C, мокрый снег и сильный ветер
На следующей неделе в Украину придут морозы до -5 °C, мокрый снег и сильный ветер
1 мин на прочтение4 часа назад
Ноябрь: месяц осведомленности о здоровье мужчин - Movember
«Усатый ноябрь»: в мире стартует мужская благотворительная акция «Мовембер»
2 мин на прочтение6 часов назад
Фото из открытых источников
Этический выбор и забота о планете: мир отмечает Международный день вегана
2 мин на прочтение6 часов назад
Начало отсчёта времени и пространства: 1 ноября отмечается День нулевого меридиана
2 мин на прочтение7 часов назад
Пантеон памяти дельфинов: в юбилейный День Чёрного моря в Украине открывают мемориал китообразным
2 мин на прочтениеВчера
Из-за логистических ограничений Украина рискует не экспортировать до 30 млн тонн зерна
2 мин на прочтениеВчера
Аудиовизуальный перформанс об истории черноморского дельфина Марка в экосистемах, изменившихся под влиянием войны (ВИДЕО)
4 мин на прочтениеВчера