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: Нафтогаз
«Нафтогаз Украины» приостановил работу популярного чат-бота для передачи показаний счетчика
3 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
В Черкасской области предстанет перед судом руководство сети АЗС за незаконную продажу топлива
1 мин на прочтение10 Июня 2026
Энергонезависимость малого бизнеса.
Энергонезависимость малого бизнеса: в рамках правительственной программы индивидуальные предприниматели получили почти 439 млн грн
2 мин на прочтение10 Июня 2026
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
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
Больше из GreenPost
Хроническая усталость, тревога и набор веса — когда проблема не в режиме, а в гормонах
Хроническая усталость, тревога и набор веса — когда проблема не в режиме, а в гормонах
3 мин на прочтение57 минут назад
Государственная помощь на выращивание хлопчатника
На юге Украины начался прием заявок на субсидии для выращивания хлопчатника
2 мин на прочтениеВчера
Новое заповедное место в Ровенской области
В Ровенской области появится новое заповедное урочище «Шейхцериево болото» для защиты краснокнижных растений
1 мин на прочтениеВчера
Как вырастить укроп на подоконнике
Свежая зелень в квартире круглый год: как правильно вырастить укроп на подоконнике
2 мин на прочтениеВчера
Контроль от фермы до стола: почему украинские аграрии активно регистрируют крупный рогатый скот
1 мин на прочтениеВчера
В Украине обновили Порядок государственного мониторинга вод
2 мин на прочтениеВчера
Правительство упростило требования к оплате реабилитационных услуг в рамках Программы медицинских гарантий
1 мин на прочтениеВчера
Янтарный экоцид под видом геологоразведки: в Ровенской области уничтожено 50 гектаров плодородных земель
2 мин на прочтениеВчера