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
Шаг к энергонезависимости: "Энергоатом" сертифицирован Westinghouse
"Энергоатом" получил сертификат от Westinghouse для производства ядерного топлива в Украине
1 мин на прочтениеВчера
Не платите за доставку газа: кто имеет право по новому правилу
Кому в Украине можно не платить за доставку газа: разъяснение от "Нафтогаза"
1 мин на прочтениеВчера
Внимание водителям: почему нельзя заправлять авто сразу после бензовоза
Не спешите заправлять авто: почему важно подождать после приезда бензовоза
2 мин на прочтениеВчера
Редкоземельные металлы в Украине: где находятся и почему они важны
Украина обладает значительными запасами редкоземельных металлов, важных для современных технологий
2 мин на прочтениеВчера
На Николаевщине ГБР разоблачило масштабную схему хищения топлива для ВСУ
2 мин на прочтение11 Мая 2025
В ЦЕРН впервые превратили свинец в золото в Большом адронном коллайдере
2 мин на прочтение11 Мая 2025
Канада построит модульную атомную электростанцию за 15 миллиардов долларов
3 мин на прочтение11 Мая 2025
Суперкомпьютер Илона Маска достиг полной мощности и требует энергии как средний город
2 мин на прочтение11 Мая 2025
Больше из GreenPost
Фото: «Садовник»
Оформление пространства вдоль забора: неожиданные идеи (ФОТО)
2 мин на прочтение2 часа назад
Пророссийский боевик на месте падения обломков «Боинга» недалеко от села Грабово Донецкой области, 17 июля 2014 года. Фото: Reuters
Совет ICAO признал Россию виновной в крушении рейса MH17, в ближайшие недели будет определена форма компенсации
2 мин на прочтение3 часа назад
День яблочного пирога: празднуем вкусно и полезно – подборка рецептов
День яблочного пирога: празднуем вкусно и полезно
2 мин на прочтениеВчера
Изображение: ZME Science
Китайские ученые научились с помощью ИИ воспроизводить лицо человека по самому ДНК
4 мин на прочтениеВчера
Керамические тротуары оградят города от наводнений и изменения климата? Вот что разработали в Испании (ФОТО)
3 мин на прочтениеВчера
Гороскоп и астрологический прогноз на 13 мая 2025 года
7 мин на прочтениеВчера
Украинский комплекс дистанционного разминирования готов к серийному производству
2 мин на прочтениеВчера
Протест против бездействия правительства в борьбе с изменением климата: активисты блокируют Варшаву, приклеившись к асфальту
2 мин на прочтениеВчера