Помните, когда iPhone был снят с производства? славная (и абсурдная) история Nokia? Теперь то же самое произойдет и с энергетической отраслью. Три энергетических открытия, три, казалось бы, не связанные между собой технологии объединяются, чтобы создать идеальный шторм, который уничтожит нефть, газ и уголь. Соответствующие исследования (о них мы поговорим чуть позже) уже показывают невероятные результаты в лабораториях. Это будет короткая поездка: давайте начнем прямо сейчас. Готовы?
1. Перовскитные солнечные элементы: фотоэлектричество со скоростью света
Первое энергетическое открытие, которое вот-вот изменит все, касается перовскитных солнечных элементов. Этот синтетический минерал, созданный на основе кристаллической структуры природного перовскита, открытого в России в 1839 году, буквально производит революцию в фотоэлектрической промышленности.
Цифры впечатляют: всего за десять лет эффективность перовскитов подскочил с 3,8% до более чем 25%. Но настоящий гениальный ход наступает, когда объединены с кремнием в тандемные ячейки, достигнув эффективности 29,2% и приблизившись к теоретическому пределу 33%.
Секрет кроется в минимизации производственных затрат.. В то время как для очистки традиционного кремния требуются температуры выше 1000°C, Перовскиты хорошо переносят температуры ниже 150°C. Снижение энергопотребления на 90%, что делает панели на 75% более экономичными. Как показывают японские исследователиперовскиты можно печатать как газеты, используя рулонную технологию.
Единственной ахиллесовой пятой была долговечность, но даже эта проблема скоро будет решена с помощью электродов из углеродных нанотрубок, которые гарантируют долговременную стабильность. Мы скоро поговорим об этом снова, хорошо?
2. Сверхпроводники комнатной температуры: нулевые потери энергии
Второе энергетическое открытие касается сверхпроводников, работающих без экстремального охлаждения.. Представьте себе электрические кабели, которые передают энергию, не теряя ни единого ватта, сверхлегкие двигатели и системы хранения, которые мгновенно перезаряжаются.
В настоящее время для сверхпроводников требуются температуры -196°C., что ограничивает его использование специализированными приложениями, такими как ускорители ЦЕРНа. Исследователи из Университета Рочестера Им удалось достичь сверхпроводимости при температуре 14,5°C, хотя для этого все еще требуется давление в 2,5 миллиона бар.
Самая многообещающая идея исходит от двумерных материалов.. В 2024 году были обнаружены три новых двумерных сверхпроводника, которые бросают вызов традиционным теориям. Эти материалы, которыми можно манипулировать «одним нажатием кнопки», значительно ускоряют исследования.
Италия не сидит сложа руки и не наблюдает: стартап Suprema, ответвление ENEA, строит крупнейший в Европе завод по производству высокотемпературных сверхпроводников, сокращая разрыв с Азией, на долю которой приходится 90% мирового производства.
3. Эффективный электролиз водорода: лучшая батарея
Третье энергетическое открытие решает проблему сезонного хранения. Водород, полученный путем электролиза воды, может стать идеальной «батареей» для хранения возобновляемой энергии, когда солнце не светит и ветер не дует.
До вчерашнего дня электролиз был неэффективным: для производства 58 кг водорода требовалось 1 кВт·ч электроэнергии, а возвращалось всего 33 кВт·ч. Энергетическая бойня, сделавшая зеленый водород экономически неустойчивым.
Австралийский стартап Hysata разработал «капиллярный» электролизер что позволяет достичь эффективности 98% за счет устранения пузырьков газа, препятствующих процессу. Электролит удерживается на дне и поднимается за счет капиллярного эффекта, что не создает помех электропроводности.
Но есть еще кое-что: Исследователи RMIT обнаружили что при бомбардировке воды высокочастотными звуковыми волнами электролиз становится в 14 раз эффективнее. Соноэлектрохимия ускоряет реакции и значительно снижает требуемую энергию.
Как подчеркивается в итальянском исследованииЭлектролизеры AEM позволяют заменить дорогие платиновые катализаторы недорогими никель-железными, сохраняя эффективность на уровне 70%.
Приближается точка невозврата
Эти три энергетических открытия происходят в идеальное время. Перовскиты сделают солнечную энергетику непревзойденной по стоимости. Сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, позволят исключить потери в электросетях. Эффективный электролиз превратит водород в идеальное хранилище для возобновляемых источников энергии.
Каждое из этих открытий в области энергетики по отдельности уже было бы революционным. Вместе они могут стать последним ударом по эре ископаемого топлива.. Это уже не медленный и утомительный переход, а быстрая и неудержимая смена парадигмы.
Как мы уже проанализировалиДорога по-прежнему полна технических сложностей, но каждую неделю достигается прогресс, который еще недавно казался невозможным.
Возможно, через десять лет мы будем вспоминать этот период как момент, когда все изменилось. Когда три, казалось бы, отдельных энергетических открытия объединили свои усилия, чтобы действительно сделать отрасль ископаемого топлива устаревшей и проложить путь к чистому, обильному и доступному энергетическому будущему.
