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: Юлия Свириденко
Правительство выделило 3 миллиарда гривен на обустройство дополнительных котельных
1 мин на прочтение14 часов назад
Фото иллюстративное: BEETERM
Правительство выделило 3 миллиарда гривен на срочное обустройство более 200 дополнительных котельных
2 мин на прочтениеВчера
Фото: Бюро экономической безопасности Украины
На Буковине выявили две подпольные АЗС, торгующие дешевым и сомнительного качества дизельным топливом
2 мин на прочтениеВчера
Чортков стал первым городом в Украине, полностью переходящим на возобновляемые источники энергии
Чортков стал первым городом в Украине, полностью переходящим на возобновляемые источники энергии
2 мин на прочтениеВчера
В Финляндии планируют использовать атомную энергетику для централизованного отопления городов
2 мин на прочтениеВчера
В Украине ввели в эксплуатацию более 200 МВт новых газовых генерирующих мощностей
2 мин на прочтение26 Мая 2026
Газовщики Харьковской области устранили последствия обстрелов в 200 домах и ликвидировали 600 утечек
2 мин на прочтение26 Мая 2026
Гиганты против «бабочек»: сколько солнечных панелей нужно, чтобы заменить один атомный реактор?
2 мин на прочтение26 Мая 2026
Больше из GreenPost
Свалка в заповеднике в Николаевской области
Экологи зафиксировали загрязнение заповедных земель в Степовской общине
1 мин на прочтение2 часа назад
СБУ задержала депутата за коллаборационизм в Херсонской области
СБУ разоблачила четверых сторонников РФ за уплату налогов и получение субсидий от оккупантов
2 мин на прочтение3 часа назад
Суд над таможенником за махинации с экспортом масла
Махинации на таможне нанесли государственному бюджету ущерб на сумму более 800 тысяч гривен
1 мин на прочтение4 часа назад
Уникальная трансплантация сердца ребёнку
Львовские кардиохирурги провели уникальную операцию по пересадке сердца ребёнку
1 мин на прочтение5 часов назад
Правительство одобрило Стратегию развития стратегических полезных ископаемых до 2056 года
2 мин на прочтение6 часов назад
Миллионы на «бумажный» скот: ГБР пресекло схему незаконного присвоения государственных субсидий в Одесской области
2 мин на прочтение7 часов назад
Кабмин изменил правила закупок лекарств и отменил требование о локализации для медицинских перчаток
2 мин на прочтение8 часов назад
Сокровища Бессарабии: геологи обнаружили золото и серебро под Измаилом и назвали глубину залегания
2 мин на прочтение9 часов назад