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 usm.media
Санкционные суда и скрытые грузы: как перемирие между США и Ираном активизировало военные перевозки в Каспии
2 мин на прочтение11 часов назад
Фото: comments.ua
Миллиардные задолженности за газ и свет: правительство назвало Харьков крупнейшим должником перед госкомпаниями
1 мин на прочтение10 Апреля 2026
Фото: нефтепровод «Дружба» / Минэнерго
Возобновление транзита по «Дружбе»: Зеленский назвал сроки завершения ремонта нефтепровода
2 мин на прочтение10 Апреля 2026
ФОТО: иллюстративное
Энергетический фронт: Украина утвердила план накопления газа на следующую зиму
2 мин на прочтение09 Апреля 2026
Ормузский пролив остается полупустым, несмотря на перемирие между США и Ираном
2 мин на прочтение09 Апреля 2026
Рынок топлива в апреле: рекордные объемы поставок и ожидания снижения цен со стороны частных сетей
2 мин на прочтение08 Апреля 2026
Рада приняла обращение к ООН и МАГАТЭ к 40-й годовщине Чернобыльской трагедии
2 мин на прочтение08 Апреля 2026
«Нафтогаз» переходит на автоматизированный контроль и смарт-счетчики
1 мин на прочтение08 Апреля 2026
Больше из GreenPost
Санитарные нарушения в школах Прикарпатья
Более 70 процентов школ Прикарпатья работают с нарушениями санитарных норм
1 мин на прочтение54 минуты назад
Правительство выделило 1,1 млрд грн из японского гранта на разминирование и медицину
Украина потратит более миллиарда гривен японского гранта на новую технику для разминирования
1 мин на прочтение2 часа назад
Сезон ревеня 2026
По 275 грн за килограмм: в Киевской области стартовал сезон первой витаминной продукции
1 мин на прочтение3 часа назад
Экологическая катастрофа на Шельде: разлив нефти перекрыл доступ к порту Антверпен-Брюгге
Экологическая катастрофа на Шельде: разлив нефти перекрыл доступ к порту Антверпен-Брюгге
1 мин на прочтение5 часов назад
Словарь безбарьерности: выбираем слова, уважающие достоинство человека
2 мин на прочтение7 часов назад
Сезон спаржи открыт: сколько стоит украинский суперфуд в начале сезона и когда стоит ожидать снижения цен
2 мин на прочтение8 часов назад
Стратегический экспорт: как украинское животноводство адаптируется к вызовам 2025–2026 годов
2 мин на прочтение10 часов назад
Украина и весь христианский мир отмечают Пасху
1 мин на прочтение12 часов назад