1000-krát výkonnejší ako solárne panely: keramický zdroj energie porušuje fyzikálne zákony

Jeden štvorcový meter keramického solárneho článku dokáže vyprodukovať rovnaké množstvo elektriny ako 1000 štvorcových metrov bežného solárneho panelu.

Tímu odborníkov z ETH Zürich sa podarilo vytvoriť fotovoltaickú keramiku s nevídaným potenciálom. Popiera fyzikálne zákony tým, že je neuveriteľne malý a výkonný, píše Ecoticias.

Fotovoltaická keramika je tisíckrát účinnejšia ako súčasné solárne panely na báze kremíka. Bolo dokázané, že zvláštnosťou tejto keramiky a jej vysokými úžitkovými vlastnosťami je jej nanoštruktúra. Zariadenie pozostáva z dvoch kritických komponentov: materiálu, ktorý má dobrý koeficient absorpcie svetla a ďalšieho materiálu, ktorý má dobrú elektrickú vodivosť (dokonca lepšiu ako perovskit a kremík). Vrstva absorbujúca svetlo využíva nanočastice oxidu hlinitého a perovskitu, pretože tieto dve látky majú pozoruhodné vlastnosti absorpcie svetla.

Perovskity sú vložené do vysoko stabilného oxidu hlinitého, ktorý ich následne chráni pred teplom, vlhkosťou a mechanickým namáhaním. Keď slnečné svetlo dopadne na keramiku, elektróny v perovskitových nanočasticiach sú nabudené a preskočia na vyššiu energetickú hladinu. Tieto excitované elektróny sa potom efektívne zbierajú, formujú do kryštálov oxidu hlinitého a privádzajú na povrch, aby vytvorili elektrický prúd.

Táto špecifická štruktúra a textúra umožňuje keramike rovnomerne akumulovať a uchovávať energiu prichádzajúcu zo slnka po celom povrchu panelu a dosiahnuť vysokú kritickú reakčnú teplotu 1500 °C v celom materiáli. Ukázalo sa, že nový typ solárnych panelov je 1000-krát silnejší ako konvenčné kremíkové solárne články, pretože 1 m² keramiky dokáže vyrobiť rovnaké množstvo elektriny ako 1000 m² klasickej solárnej batérie.

Výskumníci naznačujú, že nová technológia by mohla dodávať prakticky neobmedzenú bezplatnú elektrinu do domácností a kancelárií. Keramika má schopnosť štiepiť molekuly vody na vodík a kyslík, keď je vystavená slnečnému žiareniu, čo vedie k tvorbe a skladovaniu čistého vodíkového paliva. Odborníci nevedia vysvetliť, ako keramika dosahuje také teploty.

Ďalšou zaujímavosťou fotovoltaickej keramiky je, že je vyrobená z rovnakých prvkov ako bežná keramika, ktorá sa používa už tisíce rokov. Nový typ nanoštruktúry a prístup k jej výrobe, ktorý používa tím z ETH Zürich, však zmenili tento staroveký materiál na revolučný zdroj energie.

Výskumníci tiež vyvinuli technológiu na použitie 3D tlače na výrobu keramiky, čím prinášajú aspekt flexibilných prispôsobených riešení solárnej energie, ktoré možno skutočne začleniť do systémov a štruktúr infraštruktúry. To by mohlo prispieť k tomu, že solárna energia bude lacnejšia a všestrannejšia na mnohé účely. A vďaka schopnosti ohrievať keramiku na teploty nad 1000 °C pomocou koncentrovaného slnečného žiarenia možno uvažovať o jej využití v koncentračných solárnych elektrárňach na vysokoteplotné spracovanie materiálov ako cement, oceľ a iné priemyselné aplikácie.

Predtým sme písali, že organický solárny panel premieňa 20 % svetla na elektrinu. Organické polovodiče ponúkajú životaschopnú alternatívu k fotovoltaickým panelom na báze kremíka za nižšiu cenu a väčšiu flexibilitu.

Preložil: OZ Biosféra www.biosferaklub.info