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: ЦТС
Аэропорты Рима вынуждены отключить новую биометрическую систему ЕС (EES)
2 мин на прочтение11 часов назад
Итоги URC 2026: 28 международных соглашений в энергетике Украины
Энергетический прорыв на URC 2026: Украина подписала 28 международных соглашений на сумму почти 2 миллиарда евро
3 мин на прочтение16 часов назад
Резолюция ПАСЕ о продовольственной безопасности
ПАСЕ приняла масштабную резолюцию о продовольственной безопасности в условиях кризиса
2 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Новые правила начисления платы за распределение природного газа: кто может не платить
2 мин на прочтение27 Июня 2026
Кадровый потенциал Закарпатья и признание украинских инженерных решений в Париже
2 мин на прочтение27 Июня 2026
Летняя жара и топливная экономичность: как высокая температура увеличивает расход топлива
3 мин на прочтение27 Июня 2026
Почему баррель сырья стоит дешевле, чем литр на АЗС: экономика нефтепереработки
2 мин на прочтение26 Июня 2026
Энергетическая независимость за забором: в Европе стремительно растёт популярность вертикальных солнечных ограждений
3 мин на прочтение25 Июня 2026
Больше из GreenPost
Румыния ограничила въезд грузовиков из Украины из-за жары
Необычная жара на границе: Румыния временно ограничивает въезд грузовиков из Украины
1 мин на прочтение6 часов назад
ГБР объявило о предъявлении подозрения бывшему главе Госгеокадастра Винницкой области
ГБР объявило о предъявлении подозрения бывшему главе Госгеокадастра в связи с приватизацией участков университета
2 мин на прочтение8 часов назад
Нашествие кузнечиков в Одессе в 2026 году: объяснения учёных и энтомологов
Нашествие благородных насекомых: ученые объяснили, почему Одессу массово заполонили серые кузнечики
3 мин на прочтение10 часов назад
Инновации в области защиты растений: международный химический гигант представил жидкий почвенный гербицид
Инновации в области защиты растений: международный химический гигант представил жидкий почвенный гербицид
2 мин на прочтение12 часов назад
Защита четвероногих в жару: советы ветеринаров
4 мин на прочтение14 часов назад
Экватор в огне: Международный день тропиков и климатический кризис
3 мин на прочтение17 часов назад
Ретроградный Меркурий продлится в июле вплоть до 23 числа
2 мин на прочтениедень назад
Жара и засуха: река Уж в Ужгороде критически обмелела, обнажив русло
2 мин на прочтениеВчера