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
«Энергоатом» заказал подбор высшего руководства за 29 миллионов гривен
«Энергоатом» выделил 29 миллионов гривен на поиск топ-менеджмента
2 мин на прочтениеВчера
Упрощение маркировки химической продукции в ЕС
Совет ЕС и Европарламент упростили правила маркировки химических веществ и удобрений в целях поддержки бизнеса
2 мин на прочтениеВчера
Рынок топлива демонстрирует тенденцию к снижению.
Рынок топлива демонстрирует тенденцию к снижению: дизельное топливо в Украине может подешеветь ещё на 6–7 грн в течение трёх недель
1 мин на прочтение21 Июня 2026
Швеция изменила правила добычи урана и строительства новых АЭС
Парламент Швеции упростил процедуру добычи урана и расширил площадки для строительства АЭС
2 мин на прочтение21 Июня 2026
На Запорожской атомной станции снова отключилось наружное освещение
2 мин на прочтение20 Июня 2026
Канадские ученые разработали плавучую солнечную электростанцию на основе пенопласта
3 мин на прочтение19 Июня 2026
В Украине прогнозируют существенное повышение счетов за водоснабжение
4 мин на прочтение18 Июня 2026
Правительство объявило о проведении нового конкурсного отбора для стратегического госпредприятия
2 мин на прочтение18 Июня 2026
Больше из GreenPost
Фото: grivna.ua
Новая климатическая норма: как рекордная жара 1976 года превратилась в обычное лето
2 мин на прочтение3 часа назад
Фото: коллаж GreenPost
Их хвалит Стив Возняк и финансирует ВОЗ: как украинский medtech-стартап меняет мировую медицину с помощью ИИ
10 мин на прочтение4 часа назад
Фото BBC
В Великобритании обнаружили «грибок-убийцу», уничтожающий агрессивный инвазивный мох
1 мин на прочтение5 часов назад
Влияние заменителей мяса и молока на экологию и здоровье
Экологические и питательные последствия замены мяса и молока на альтернативы
3 мин на прочтение6 часов назад
Возвращение краснокнижного грызуна: в Тарутинской степи в Одесской области восстанавливают популяцию европейского хомяка
2 мин на прочтение7 часов назад
Биологический терроризм в Херсонской области: оккупанты создают условия для вспышки сибирской язвы
2 мин на прочтение8 часов назад
В Калифорнии стартап впервые в мире синтезировал авиационное топливо из коровьего навоза
2 мин на прочтение9 часов назад
В Закарпатье чиновника Фонда социальной защиты и его сообщницу будут судить за хищение средств, предназначенных для приобретения протезов для военных
3 мин на прочтение10 часов назад