Прорив у галузі енергетики: вчені створили керамічний пристрій, що в 1000 разів ефективніший за сонячні панелі

Вчені з ETH Zurich досягли значного прогресу у розробці нового типу фотоелектричної кераміки, яка може радикально змінити сферу виробництва енергії. Ця кераміка, яка має вражаючі розміри, ставить під сумнів традиційні закони фізики, повідомляє Есoticias.

Ця інноваційна кераміка перевершує ефективність стандартних сонячних панелей, заснованих на кремнії, у тисячі разів. Її унікальність полягає у наноструктурі, яка забезпечує високі показники продуктивності. Ключовими елементами цього пристрою є матеріал з високим коефіцієнтом поглинання світла та інший матеріал з винятковою електричною провідністю, що перевищує такі матеріали, як перовскіт та кремній. Наночастинки оксиду алюмінію та перовскіту відіграють вирішальну роль завдяки своїм відмінним світлопоглинальним властивостям.

Перовскітні наночастинки інтегровані в ультрастабільний алюмінієвий оксид, який служить бар’єром від тепла, вологи та фізичних пошкоджень. Під впливом сонячного проміння електрони у перовскітних наночастинках активізуються, переходячи на більш високий енергетичний рівень. Ці активовані електрони потім ефективно зібрані, вбудовані в кристали алюмінієвого оксиду та переміщені на поверхню для генерації електричного струму.

Читайте також: Чи варто українцям встановлювати сонячні батареї

Унікальна структура та текстура цієї кераміки дозволяють їй однорідно накопичувати та зберігати сонячну енергію по всій площі панелі, досягаючи високої критичної температури реакції у 1500 °C. Цей новий вид сонячних панелей виявився на порядок міцнішим за традиційні силіконові фотоелементи, оскільки один квадратний метр кераміки може виробляти стільки ж електроенергії, скільки тисяча квадратних метрів звичайних сонячних батарей.

Вчені вважають, що ця інноваційна технологія може забезпечити майже необмежену безкоштовну електроенергію для домогосподарств та офісів. Кераміка також може розкладати водні молекули на водень і кисень під дією сонячного світла, що сприяє створенню та зберіганню чистого водневого палива. Механізм досягнення таких високих температур керамікою залишається нез’ясованим для експертів.

Фотоелектрична кераміка має ще одну унікальну особливість: вона виготовлена з тих же матеріалів, що й звичайна кераміка, яка використовується протягом тисячоліть. Проте, завдяки новій наноструктурі та методам виробництва, розробленим командою з ETH Zurich, цей давній матеріал перетворено на передове джерело енергії.

Науковці також створили метод виробництва кераміки за допомогою 3D-друку, що вносить елемент гнучкості та індивідуалізації в сонячні енергетичні рішення, які можуть бути інтегровані в інфраструктурні системи та конструкції. Це може сприяти зниженню вартості сонячної енергії та її більш широкому використанню. Завдяки здатності кераміки нагріватися до температур вище 1000°С за допомогою концентрованого сонячного світла, її можна використовувати на концентрованих сонячних електростанціях для високотемпературної обробки матеріалів, таких як цемент або сталь.

Раніше ми розповідали про переваги та недоліки сонячних панелей.

Бажаєте отримувати найактуальніші новини про війну та події в Україні – підписуйтесь на наш Telegram-канал!