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
Искусственный интеллект будет способствовать развитию атомной энергетики
Искусственный интеллект будет способствовать развитию атомной энергетики
1 мин на прочтение10 часов назад
Патрик Фрагман покидает Наблюдательный совет «Энергоатома»: причины
Патрик Фрагман покидает Наблюдательный совет «Энергоатома»
2 мин на прочтение16 Мая 2026
Трубопроводы для транспортировки нефти и резервуары для её хранения, входящие в состав нефтепровода Абу-Даби, в Фуджейре, Объединённые Арабские Эмираты. Фото: Duncan Chard/Bloomberg
ОАЭ удваивают пропускную способность нефтепровода в Фуджейру, чтобы обойти блокаду
2 мин на прочтение16 Мая 2026
Международный день света
Преодоление темноты: роль устойчивого освещения в глобальном развитии
2 мин на прочтение16 Мая 2026
Энергетический щит столицы: Киев просит 15 миллиардов на защиту инфраструктуры
2 мин на прочтение14 Мая 2026
Дроны над реакторами: МАГАТЭ фиксирует резкое увеличение активности беспилотников
2 мин на прочтение14 Мая 2026
Богдан Сухецкий стал генеральным директором «Укргидроэнерго»
2 мин на прочтение14 Мая 2026
Радикальный поворот Бельгии: правительство Де Вевера борется за энергетическую независимость
2 мин на прочтение13 Мая 2026
Больше из GreenPost
Болезнь Лайма у лесоводов
ГП «Леса Украины» усиливает меры защиты от клещевых инфекций
1 мин на прочтение3 часа назад
В Закарпатье осудили мужчину, который планировал заработать 25 тысяч долларов на незаконном вывозе младенца
В Закарпатье осудили мужчину, который планировал заработать 25 тысяч долларов на незаконном вывозе младенца
1 мин на прочтение5 часов назад
Исследователи предлагают заменить известняк на базальт и габбро
Исследователи предлагают заменить известняк на базальт и габбро
2 мин на прочтение6 часов назад
Изображение сгенерировано ИИ
В Харьковской области предстанет перед судом инженер предприятия за загрязнение окружающей среды
1 мин на прочтение8 часов назад
Лук снова дорожает: фермеры в Украине подняли цены из-за дефицита прошлогоднего урожая
1 мин на прочтениеВчера
Бывших министров Орбана заставили вернуть деньги Украине: 2,8 млн евро будут переданы детскому дому
1 мин на прочтениеВчера
Химики впервые синтезировали уникальную молекулу, которую считали невозможной
1 мин на прочтениеВчера
В Дубенском районе выявлен ущерб от уничтожения придорожной лесополосы на сумму 441 тысячу гривен
1 мин на прочтениеВчера