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
Проверка АЗС в Овидиополе
Некачественное топливо в Одесской области: экологи выявили нарушения на АЗС
1 мин на прочтениечас назад
Атомная электростанция «Барака». Фото: Arun Girija/Emirates News Agency/AP Photo
ОАЭ возобновили электроснабжение на атомной электростанции, подвергшейся удару беспилотника
2 мин на прочтение4 часа назад
Фото: Нафтогаз
Системный террор против газовой инфраструктуры: объекты «Нафтогаза» под трехдневными ударами
2 мин на прочтение8 часов назад
Россия увеличила тёмный флот
Теневой экспорт вопреки санкциям: Россия задействовала новые танкеры для вывоза сжиженного газа в Азию
2 мин на прочтениеВчера
Искусственный интеллект будет способствовать развитию атомной энергетики
1 мин на прочтениеВчера
Патрик Фрагман покидает Наблюдательный совет «Энергоатома»
2 мин на прочтение16 Мая 2026
ОАЭ удваивают пропускную способность нефтепровода в Фуджейру, чтобы обойти блокаду
2 мин на прочтение16 Мая 2026
Преодоление темноты: роль устойчивого освещения в глобальном развитии
2 мин на прочтение16 Мая 2026
Больше из GreenPost
Замусоривание Днестровского лимана
Экологи обнаружили самовольные свалки на берегу Днестровского лимана
1 мин на прочтение2 часа назад
Суд взыскал с Пулинского поселкового совета 756 тыс. грн за вырубку дубов
Незаконная вырубка дубов: суд обязал Пулинский поселковый совет выплатить более 756 тысяч гривен
1 мин на прочтение3 часа назад
Будьте осторожны, ливни и шквалы: синоптик предупредила о резком изменении погоды в Украине. Фото: Ракурс
Синоптики предупреждают о грозах, шквалах и граде
2 мин на прочтение5 часов назад
Фото: скріншот з відео ДЕІ Південно-Західного округу
Масштабы разрушений и финансовые убытки в заповедниках «Черталковский»
2 мин на прочтение6 часов назад
Проблемы белого окраса: как светлая шерсть влияет на охоту и выживание в Антарктике
2 мин на прочтение7 часов назад
От университетского пособия до мирового бума: как Эрнё Рубик создал культовую головоломку
2 мин на прочтение9 часов назад
Эволюция методов диагностики и революционный прорыв в лечении вирусных гепатитов
2 мин на прочтение10 часов назад
Доверие как главный лечебный фактор в долгосрочных отношениях с пациентом
2 мин на прочтение11 часов назад