Прорыв в области энергетики: ученые создали керамическое устройство, которое в 1000 раз эффективнее солнечных панелей
Ученые из ETH Zurich добились значительного прогресса в разработке нового типа фотоэлектрической керамики, которая может радикально изменить сферу производства энергии. Эта керамика, имеющая впечатляющие размеры, подвергает сомнению традиционные законы физики, сообщает Эсoticias.
Эта инновационная керамика превосходит эффективность стандартных солнечных панелей, основанных на кремнии, в тысячу раз. Ее уникальность состоит в наноструктуре, обеспечивающей высокие показатели производительности. Ключевыми элементами этого устройства являются материал с высоким коэффициентом поглощения света и другой материал с исключительной электрической проводимостью, превышающий такие материалы, как перовск и кремний. Наночастицы оксида алюминия и перовскита играют решающую роль благодаря своим отличным светопоглощающим свойствам.
Перовскитные наночастицы интегрированы в ультрастабильный алюминиевый оксид, который служит барьером от тепла, влаги и физических повреждений. Под влиянием солнечных лучей электроны в перовскитных наночастицах активизируются, переходя на более высокий энергетический уровень. Эти активированные электроны эффективно затем собраны, встроены в кристаллы алюминиевого оксида и перемещены на поверхность для генерации электрического тока.
Читайте также: Стоит ли украинцам устанавливать солнечные батареи
Уникальная структура и текстура этой керамики позволяют ей однородно накапливать и сохранять солнечную энергию на всей площади панели, достигая высокой критической температуры реакции в 1500 °C. Этот новый вид солнечных панелей оказался на порядок прочнее традиционных силиконовых фотоэлементов, поскольку один квадратный метр керамики может производить столько же электроэнергии, сколько тысяча квадратных метров обычных солнечных батарей.
Ученые считают, что эта инновационная разработка может обеспечить практически неограниченную бесплатную электроэнергию для домохозяйств и кабинетов. Керамика также может разлагать водные молекулы на водород и кислород под действием солнечного света, что способствует созданию и хранению чистого водородного топлива. Механизм достижения столь высоких температур керамикой остается невыясненным для экспертов.
Фотоэлектрическая керамика обладает еще одной уникальной особенностью: она изготовлена из тех же материалов, что и обычная керамика, которая используется на протяжении тысячелетий. Однако благодаря новой наноструктуре и методам производства, разработанным командой из ETH Zurich, этот древний материал превращен в передовой источник энергии.
Ученые также создали метод производства керамики с помощью 3D-печати, вносящей элемент гибкости и индивидуализации в солнечные энергетические решения, которые могут быть интегрированы в инфраструктурные системы и конструкции. Это может способствовать снижению стоимости солнечной энергии и ее более широкому использованию. Благодаря способности керамики нагреваться до температур выше 1000°С с помощью концентрированного солнечного света ее можно использовать на концентрированных солнечных электростанциях для высокотемпературной обработки материалов, таких как цемент или сталь.
Раньше мы рассказывали о преимуществах и недостатках солнечных панелей.
Хотите получать самые актуальные новости о войне и событиях в Украине – подписывайтесь на наш Telegram-канал!