Надзвичайний стрибок технологій: Швейцарці розробили сонячні панелі з кераміки, котрі у 1000 разів потужніші за традиційні, кремнієві

Фотоелектрична енергія вважається перспективнішою навіть за атомну. При цьому велика вада на шляху її розвитку те, що сонячні панелі для ефективного використання потребують дуже великі площі. Однак схоже, цю проблему подолано. Команду вчених з Швейцарської вищої технічної школи Цюріха вдалося створити першу фотоелектричну кераміку з безпрецедентним потенціалом і неймовірно малим розміром, повідомляють а Патріоти України з посиланням на ECONews.

Зазначається, що винахідники розробили новий вид панелей з кераміки, які виявилися в 1000 разів потужнішими за старі кремнієві плати, орієнтовані на сонце. Цікаво, що з одного квадратного метра кераміки можна виробити стільки ж електроенергії, скільки з тисячі кв. м звичайної об'ємної сонячної панелі. Фотоелектрична кераміка трансформує ринок сонячної енергетики.

Така кераміка є особливою і має високу продуктивність завдяки наноструктурі. Вона складається з двох важливих компонентів: матеріалу, який має хороший коефіцієнт поглинання світла, та іншого матеріалу, який має провідність до електрики.

Шар, що поглинає світло, використовує оксид алюмінію та наночастинки перовскіту. Ці два елементи мають чудові характеристики поглинання світла. Перовскіти включені у високостабільний оксид алюмінію, який захищає їх від тепла, вологи та механічних впливів.

Коли сонячне світло потрапляє на кераміку, електрони в наночастинках перовскіту збуджуються і переходять на вищий енергетичний рівень. Потім електрони дуже ефективно збираються, транспортуються в кристали оксиду алюмінію, які є каналами в кераміці. Далі вони виводяться на поверхню для створення електричного струму.

Переваги фотоелектричної кераміки

За словами журналістів, специфічна структура і текстура дозволяє кераміці рівномірно накопичувати і зберігати енергію сонця по всій своїй поверхні і досягати температури реакції в 1500 °C. Це кращий прорив у порівнянні з попередніми конструкціями сонячних елементів, де падаючий сонячний потік поступово зменшувався в міру потрапляння в реактор.

Дослідники використовують цю технологію, щоб спрогнозувати, що вона здатна забезпечити "практично безмежну кількість безкоштовної електроенергії для дому та офісу". Кераміка має властивість розщеплювати молекули води на водень і кисень під дією сонячного світла, що призводить до генерації та зберігання чистого водневого палива. Фахівці не можуть пояснити, як кераміка досягає такої температури.

Ще однією цікавою особливістю цієї нової фотоелектричної кераміки є те, що вона виготовлена з тих самих елементів, що й інші керамічні матеріали, які використовуються вже тисячі років. Однак новий тип наноструктури та підхід до виробництва перетворили цей давній матеріал на революційне джерело енергії.

Дослідники також розробили методику використання 3D-друку для виробництва кераміки, що дозволяє створювати гнучкі, індивідуальні енергетичні рішення на основі сонячної енергії. Це може допомогти зробити сонячну енергію дешевшою і більш універсальною для багатьох застосувань.