РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Горячая десятка: Часть III

Мы продолжаем рассказ о десяти новых технологиях, которые обязательно изменят мир. Часть III
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В городе Беркли, который дал миру ЛСД, BSD и мощное антивоенное движение, зарождаются контуры новой энергетики.

Вероятно, Солнце — единственный источник энергии, который достаточно мощен для того, чтобы снять нас с иглы — освободить от зависимости от ископаемого топлива. Но покорение энергии светила зависит от того, сможем ли мы создать технологию изготовления солнечных элементов, столь же сложных и точных, как сегодняшние микросхемы. Современные солнечные элементы стоят почти как компьютерные чипы именно из-за сложности изготовления. А это увеличивает себестоимость электроэнергии, полученной таким путем, настолько, что сегодня она раз в десять дороже, чем энергия, полученная при сжигании ископаемого топлива. Так что на сегодня энергия ближайшей звезды применима разве что на спутниках и в других нишевых приложениях.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Химику из Калифорнийского университета в Беркли Полу Аливисатосу пришла идея создать при помощи нанотехнологий такой фотоэлемент, которым можно будет покрывать огромные поверхности, буквально как краской или пластиком. Преимущество здесь не только в том, что солнечным элементом может стать целое здание, но и в том, что цена такого покрытия будет очень низкой. Возможно, эта технология и поможет совершить прорыв в повсеместном использовании энергии Солнца.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Аливисатос начал с электропроводящих полимеров. Другие уже экспериментировали с подобными пластиками, но даже самые лучшие из созданных ранее устройств не справились с задачей и эффективного преобразователя света в электричество не получилось. Для увеличения эффективности процесса Аливисатос и его коллеги добавили в вещество наностержни. Это полупроводниковые неорганические кристаллы в форме стержня, размером всего 7 на 60 нанометров (нм). Получился дешевый и гибкий материал, КПД которого очень близок к сегодняшним солнечным элементам. Изобретатель надеется, что через три года основанная им фирма Nanosys выпустит на рынок технологию производства солнечной энергии, которая сможет поспорить в эффективности с кремниевыми элементами.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Пока что он сделал прототип солнечного элемента — листы полимера с наностержнями толщиной всего 200 нм. В этих листах тончайшие слои электродов перемежаются с композитным материалом. Когда на листы попадает солнечный свет, они поглощают фотоны, возбуждая электроны внутри полимера и в наностержнях, которые составляют свыше 90% материала. В результате получается полезный ток, который уводят электроды.

Первые результаты были сочтены многообещающими. Но теперь исследователи идут на разные ухищрения с целью повысить производительность материала. Во-первых, Аливисатос и его коллеги перешли на новый материал, из которого изготавливаются наностержни. Это теллурид кадмия. Он поглощает больше солнечной энергии, чем селенид кадмия, который использовался изначально. Во-вторых, ученые располагают наностержни в форме ветвящихся скоплений, что также позволяет проводить электроны более эффективно, чем это делали бы наностержни, расположенные случайным образом. «Мы всё просчитали на компьютере», — поясняет Аливисатос. И добавляет, что не видит причины, по которой бы солнечные элементы не могли вырабатывать столько же электричества, сколько могут сегодняшние очень дорогие кремниевые элементы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Разрабатываемый материал можно будет раскатывать, печатать при помощи струйного принтера или даже подмешивать в краску. «В результате любой плакат или стена сможет стать солнечным элементом», — говорит директор бизнеспроектов компании Nanosys Стивен Эмпедокль. Он предсказывает, что дешевые материалы для солнечных элементов создадут рынок, который можно оценить в $10 млрд в год. Это во много раз больше, чем рынок современных солнечных батарей.

Наностержни Аливисатоса — не единственная технология удешевления электроэнергии, полученной из солнечного света. И даже если его технология не станет доминирующей в этой сфере, исследования его группы все равно замечательны тем, что она привлекает нанотехнологии к решению привычной проблемы. Одно это, возможно, станет угловым камнем в решении данной задачи. «Будут, конечно, и другие группы исследователей той же проблемы. Они придумают что-то, до чего не додумались мы, — говорит Аливисатос. — Новые идеи и новые материалы открыли эпоху перемен. Правильный путь — это придумывать и пробовать».

Благодаря нанотехнологиям новые идеи и новые материалы могут изменить рынок электроэнергии, полученной из солнечного света. Сегодня его можно сравнить с дорогими бутиками, а завтра, кто знает, он может превратиться в сеть крупных супермаркетов.

MIT Technology Review (c)2003

Загрузка статьи...