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: иллюстративное / vctr.media
Вражеский обстрел привёл к отключению электроэнергии в отдельных районах Киева
1 мин на прочтение4 часа назад
В Одессе из-за служебной халатности должностных лиц КП бюджет потерял более 594 млн грн: подробности дела
В Одессе из-за служебной халатности должностных лиц КП бюджет потерял более 594 млн грн: подробности дела
2 мин на прочтение8 часов назад
В Ковеле открылся хаб «зеленой экономики»
Энергетическая безопасность и устойчивое развитие: в Ковеле открылся «Хаб зеленой экономики»
1 мин на прочтениеВчера
Фото World Nuclear News
Польская компания получила стратегический контракт на строительство АЭС «Любятово-Копалино»
1 мин на прочтение04 Октября 2026
Опасные онлайн-покупки: житель Звягеля потерял 47 тыс. грн при заказе солнечного инвертора
1 мин на прочтение04 Октября 2026
Приватизация государственных шахт и сохранение льгот: Кабмин передает Фонду госимущества 12 угольных предприятий
1 мин на прочтение03 Октября 2026
Пожар на танкере в геополитической горячей точке
1 мин на прочтение02 Октября 2026
ВАКС утвердил соглашение со свидетелем по делу о незаконном присвоении нефтепродуктов на сумму свыше 817 млн грн
2 мин на прочтение02 Октября 2026
Больше из GreenPost
Чума: болезнь, которая повлияла на ход истории, экономику и сознание людей
5 мин на прочтение09 Октября 2026
Легендарный европейский угорь озера Свитязь
От Саргассового моря до Свитязя: история, тайны и уникальный жизненный цикл волынского угря
1 мин на прочтение3 часа назад
В Киевской области состоялся Кубок Украины по ловле форели
В Киевской области определились победители Кубка Украины по ловле форели
1 мин на прочтение5 часов назад
ФОТО: иллюстративное
Кабмин утвердил тарифы на электроэнергию на новый отопительный сезон
1 мин на прочтение7 часов назад
В Украине продолжается масштабная модернизация мелиоративной инфраструктуры
1 мин на прочтение9 часов назад
Поддержка людей с дислексией: 8 октября отмечается Всемирный день распространения информации о нейроразнообразии
2 мин на прочтение10 часов назад
Поддержание здоровья глаз: 8 октября отмечается Всемирный день зрения
2 мин на прочтение12 часов назад
Изменение климата и будущее планеты: в Украине проходит климатическая неделя
2 мин на прочтение13 часов назад