Физики совершили невозможное, соединив два типа кристаллов, которые в естественной среде обычно отталкиваются друг от друга. Это открытие способно радикально изменить индустрию солнечных панелей и возобновляемой энергетики, пишет Ecoportal со ссылкой на научную работу в журнале Nature.
В исследовании под названием "Разделенный перенос заряда и тепла в композитных термоэлектриках Fe₂VAl с топологически изолирующими сетками межзерновых границ" указывается, что благодаря двум кристаллам Fe₂VAl и BiSb можно решить главную проблему солнечных панелей – перегрев, ведь солнце дает не только свет, но и нагревает все, на что попадает.
Огромная часть поглощенной энергии превращается в так называемое "отработанное тепло" и просто исчезает. Панели перегреваются, а их эффективность стремительно падает.
Соединить несоединимое
Исследователи решили пойти на риск – они буквально "столкнули" два материала-антагониста. Первым компонентом стал "твердый" энергетический кристалл Fe₂VAl, представляющий собой сплав на основе железа. Он демонстрирует невероятные свойства проводимости электрического тока, однако имеет "ахиллесову пяту": когда через кристалл проходит слишком много тепла, он теряет почти всю свою полезную мощность.
Второй элемент – "мягкий" кристалл BiSb, выступающий в качестве топологического изолятора, и его главная функция заключается в изоляции тепла. Ранее считалось, что эти два материала невозможно держать вместе, поскольку они избегают контакта любыми способами. Но команде физиков удалось создать из них единый композит. Теперь BiSb защищает железный сплав от перегрева, и благодаря этому эффективность производства энергии возрастает в разы.
Почему такое сочетание кристаллов даст выгоду
Это открытие имеет критическое значение для частных потребителей, пишет портал. Даже самые современные панели сегодня работают на пределе своих возможностей и часто выходят из строя из-за неблагоприятных условий. Новый метод объединения кристаллов позволяет значительно эффективнее улавливать и сохранять солнечную энергию.
Новая технология делает системы более стабильными, а применение разработки ученых в серийном производстве позволит создать солнечные панели нового типа.
Что интересного известно о солнечных панелях
Ранее УНИАН сообщал, что в США людям приходится тайно устанавливать солнечные панели на балконах. Все из-за размытых законодательных норм относительно их установки. В некоторых штатах за такое "самоуправство" можно получить штраф.
Также сейчас ученые активно ищут инновационные способы повышения эффективности солнечной энергии. Исследователи определили, что комбинация растительных материалов и натурального красителя, полученного из шелухи красного лука, позволяет создать сверхтонкую прозрачную пленку, которая защищает солнечные панели от вредного воздействия ультрафиолетового излучения.
Кроме того, группа экспертов из Корнельского университета разработала принципиально новую технологию HelioSkin, которая заимствует идеи эффективного улавливания света листьями растений под любым углом. Эта инновация имеет потенциал стать альтернативой классическим солнечным панелям.
