1000 пъти по-мощен от слънчевите клетки: керамичният източник на енергия се противопоставя на законите на физиката

Група експерти от ETH Zurich успя да създаде фотоелектрична керамика с безпрецедентен потенциал. Той противоречи на законите на физиката, имайки невероятно малки размери, пише Esoticias.

Фотоелектричната керамика е хиляда пъти по-ефективна от съвременните силициеви слънчеви панели. Доказано е, че особеност на тази керамика и нейните високи експлоатационни характеристики е наноструктурата. Устройството се състои от два основни компонента: материал с добър коефициент на поглъщане на светлината и друг материал с добра електропроводимост (дори по-добра от перовскита и силиция). В светлопоглъщащия слой се използват наночастици от алуминиев оксид и перовскит, тъй като тези две вещества имат отлични светлопоглъщащи свойства.

Перовскитите са включени във високо стабилен алуминиев оксид, който от своя страна ги предпазва от топлина, влага и механични въздействия. Когато слънчевата светлина удари керамиката, електроните в перовскитните наночастици се възбуждат и преминават към по-високо енергийно ниво. След това тези възбудени електрони се събират ефективно, образуват се в кристали от алуминиев оксид и се пренасят на повърхността, за да създадат електрически ток.

Тази специфична структура и текстура позволява на керамиката равномерно да акумулира и съхранява идващата от слънцето енергия по цялата повърхност на панела и да постигне висока критична реакционна температура от 1500 °C в целия материал. Новият тип слънчеви панели се оказаха 1000 пъти по-здрави от обикновените силициеви фотоклетки, тъй като 1 кв. м керамика може да генерира толкова електричество, колкото 1000 кв. m конвенционална слънчева батерия.

Изследователите предполагат, че новата технология може да достави практически неограничено безплатно електричество до домовете и офисите. Керамиката има способността да разделя водните молекули на водород и кислород под въздействието на слънчевата светлина, което води до образуването и съхранението на чисто водородно гориво. Експертите не могат да обяснят как керамиката достига такива температури.

Друга интересна особеност на фотоелектричната керамика е, че е направена от същите елементи като конвенционалната керамика, която се използва от хиляди години. Нов тип наноструктура и подход към нейното производство, използвани от екипа на ETH Zurich обаче, превърнаха този древен материал в революционен източник на енергия.

Изследователите също така са разработили технология за използване на 3D печат за производство на керамика, като по този начин предоставят аспект на гъвкави, персонализирани базирани на слънчева енергия енергийни решения, които действително могат да бъдат включени в инфраструктурните системи и структури. Това може да направи слънчевата енергия по-евтина и по-гъвкава за много цели. И благодарение на възможността за нагряване на керамиката до температури над 1000°C с помощта на концентрирана слънчева светлина, може да се обмисли използването ѝ в концентриращи слънчеви електроцентрали за високотемпературна обработка на материали като цимент, стомана и други случаи на промишлена употреба.

Припомняме още, че наскоро учените разработиха „идеални“ слънчеви панели с ефективност от 24%. Това е станало възможно, поради използването на хексагонален перовскит политип (6H), който намалява дефектите в перовскитните клетки и подобрява дълготрайността им.