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
«Энергоатом» заказал подбор высшего руководства за 29 миллионов гривен
«Энергоатом» выделил 29 миллионов гривен на поиск топ-менеджмента
2 мин на прочтение2 минуты назад
Упрощение маркировки химической продукции в ЕС
Совет ЕС и Европарламент упростили правила маркировки химических веществ и удобрений в целях поддержки бизнеса
2 мин на прочтениечас назад
Рынок топлива демонстрирует тенденцию к снижению.
Рынок топлива демонстрирует тенденцию к снижению: дизельное топливо в Украине может подешеветь ещё на 6–7 грн в течение трёх недель
1 мин на прочтениеВчера
Швеция изменила правила добычи урана и строительства новых АЭС
Парламент Швеции упростил процедуру добычи урана и расширил площадки для строительства АЭС
2 мин на прочтениеВчера
На Запорожской атомной станции снова отключилось наружное освещение
2 мин на прочтение20 Июня 2026
Канадские ученые разработали плавучую солнечную электростанцию на основе пенопласта
3 мин на прочтение19 Июня 2026
В Украине прогнозируют существенное повышение счетов за водоснабжение
4 мин на прочтение18 Июня 2026
Правительство объявило о проведении нового конкурсного отбора для стратегического госпредприятия
2 мин на прочтение18 Июня 2026
Больше из GreenPost
Экологический долг самых богатых людей мира
Экологический счёт для элиты: 10 % самых богатых людей мира наносят планете ущерб на триллионы долларов
2 мин на прочтение2 часа назад
Работа лесничеств Днепропетровской области
В Днепропетровской области из-за войны заблокировано 15 % лесных площадей
2 мин на прочтение4 часа назад
Фото иллюстративное
Государственные компенсации на удобрения и мелиорацию увеличены, в Одесской области начинается модернизация ирригационных систем
2 мин на прочтение5 часов назад
Фото: Вікіпедія
Легендарный бренд возвращается: в начале июля в Украине стартует сезон херсонских арбузов
2 мин на прочтение7 часов назад
Уже миллион украинцев в возрасте от 40 лет оформили 2 000 гривен на медицинский скрининг — Минздрав
2 мин на прочтение8 часов назад
Хроника климатического Судного дня: в Тасмании завершают строительство 16-метровой «Черной коробки Земли»
3 мин на прочтение10 часов назад
Вместо гроба и огня: в Германии впервые на законодательном уровне разрешили «возвращение в землю»
3 мин на прочтение11 часов назад
22 июня в Украине отмечают День скорби и памяти жертв войны
2 мин на прочтение13 часов назад