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
Кража на 21 млн: ГБР задержало чиновника Минобороны за продажу 500 тонн топлива. Фото: ГБР
«Молоко» и «котлеты»: ГБР раскрыло масштабную схему хищения 500 тонн топлива в Минобороны
1 мин на прочтение11 минут назад
Чем отличается световой поток в различных технологиях освещения в автомобиле
Чем отличается световой поток в различных технологиях освещения в автомобиле
3 мин на прочтениечас назад
Восстановление электротранспорта в Киеве
В Киеве 3 марта частично возобновили работу трамваев и троллейбусов
1 мин на прочтениеВчера
Фото иллюстративное
Рекорд за рекордом: венгерское направление обеспечило почти половину всего импорта света
1 мин на прочтениеВчера
Энергетические закупки на 12,67 миллиарда: укрепление контроля над региональными облэнерго
2 мин на прочтениеВчера
Радиационная утечка на Ближнем Востоке: Гросси созвал экстренное заседание МАГАТЭ
2 мин на прочтение02 Марта 2026
Израиль приостановил поставки газа в Египет из-за военной угрозы
1 мин на прочтение02 Марта 2026
В Испании успешно протестировали первый в мире 6-метровый катамаран, напечатанный на 3D-принтере
1 мин на прочтение02 Марта 2026
Больше из GreenPost
Каждый пятый ребенок в Украине имеет лишний вес.
Каждый пятый ребенок в Украине имеет лишний вес: почему это становится нормой
3 мин на прочтение2 часа назад
Война умножает жертвы: как сексуальная эксплуатация становится оружием против украинцев
Сексуальная эксплуатация в Украине во время войны: как растет угроза и где искать помощь
2 мин на прочтение3 часа назад
Праздник Холи 2026: веселье, которое может стоить здоровья. Что скрывается за яркими красками?
Холи по всему миру: как праздновать весну безопасно и экологично
3 мин на прочтение4 часа назад
Гибель лебедей из-за разлива нефти в Тузловских лиманах
Из-за разлива масла после обстрелов РФ массово гибнут лебеди
1 мин на прочтениеВчера
Новые правила энергорынка: как распределенная генерация поможет избежать почасовых отключений
1 мин на прочтениеВчера
Президент подписал закон о принудительной эвакуации детей из зон боевых действий
1 мин на прочтениеВчера
Верховный суд США заблокировал защиту гендерной идентичности учеников в школах
2 мин на прочтениеВчера
Золотое какао и сыр с наценкой 100%: в Одесской области «распилили» миллион на питании детей
2 мин на прочтениеВчера