Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Найден полупроводник, который может помочь решить одну из главных проблем солнечных панелей
29.10.2026 [21:05],
Геннадий Детинич
Учёные из Оксфордского университета (University of Oxford) вместе с коллегами из Китая сообщили о решении главной проблемы, ограничивающей КПД солнечных панелей, — преодолении компромисса между светопоглощающей способностью материала и скоростью потери заряженных частиц: чем лучше материал поглощает фотоны, тем быстрее выбитые электроны рекомбинируют с дырками и перестают участвовать в генерации тока. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Учёные исследовали проблему на основе экспериментов с сульфидом висмута (Bi2S3). Как позже выяснилось, этот полупроводник способен сочетать сильное поглощение света с более медленной потерей электрических зарядов, что может разорвать порочный круг. В солнечном элементе электроны и дырки необходимо разделить и собрать до того, как они соединятся вновь. В противном случае при рекомбинации энергия, которую можно было преобразовать в электричество, будет потеряна. Для изучения динамики зарядов учёные изготовили плёнки Bi2S3 толщиной около 150 нм методом термического испарения и отжигали их при 250 °C в течение 30 минут в атмосфере из азота. Образцы возбуждали лазерными импульсами длительностью 35 фс с энергией фотонов 1,55 эВ, а движение и исчезновение носителей заряда отслеживали с помощью метода сверхбыстрой терагерцовой спектроскопии. Измерения проводили при температурах от 4 до 295 К. Эксперименты показали необычное поведение вещества: при охлаждении рекомбинация электронов и дырок замедлялась, тогда как во многих других полупроводниках она, напротив, ускорялась. Учёные выяснили, что секрет сульфида висмута заключается в особом расположении энергетических уровней. Материал хорошо поглощает солнечный свет, но при этом часть электронов и дырок оказывается в состояниях, где они медленнее соединяются друг с другом. Разница в энергии между этими состояниями составляет всего около 40 мэВ. Благодаря этому при комнатной температуре заряды дольше сохраняются в материале, а расчёты показывают, что скорость их рекомбинации может быть примерно на 75 % ниже, чем у обычных полупроводников. Исследователи считают, что свойство сульфида висмута замедлять рекомбинацию зарядов следует поискать и у других соединений, изучив соответствующие базы данных. Открытие позволяет определить набор признаков, по которым можно искать наиболее перспективные соединения для эффективного преобразования солнечного света в электричество. Это пока не ответ на вопрос, как повысить КПД солнечных панелей, но довольно перспективный путь к решению этой задачи. Учёные описали новый механизм передачи энергии от гравитации к веществу — подобно вспышкам на Солнце
28.10.2026 [21:16],
Геннадий Детинич
Физики из Колумбийского университета (Columbia University) в США и Университета Адольфо Ибаньеса (Universidad Adolfo Ibáñez) в Чили представили теоретическое описание процесса, который назвали гравитационным пересоединением. Процесс работает подобно магнитному пересоединению, например при вспышках на Солнце, только в данном случае речь идёт о гравитационных полях. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok/3DNews О серьёзности работы говорит её публикация в журнале Physical Review D и финансирование NASA. Учёные обосновали, что при определённых условиях структуры гравитационного поля могут изменять взаимное соединение, что будет сопровождаться перераспределением энергии между гравитационным полем и веществом. Исследование основано на новом способе математического представления уравнений общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Авторы не утверждают, что обнаружили этот процесс экспериментально: всё это пока теория, но внутренне она непротиворечива. Идея возникла у автора работы из Чили, который годами работал с плазмой. В физике плазмы магнитное пересоединение — это хорошо известный процесс, при котором магнитные силовые линии меняют конфигурацию, высвобождая накопленную энергию и передавая её заряженным частицам (плазме). Солнце регулярно выбрасывает облака плазмы в разных направлениях, в том числе в сторону Земли, вызывая интенсивные полярные сияния, когда такие облака точно попадают в цель. Безусловно, с гравитацией всё сложнее, поскольку в общей теории относительности пространство-время имеет четыре измерения, поэтому соответствующие структуры гравитационного поля математически описываются не линиями, а поверхностями, или листами, тогда как при описании магнитных полей оперируют линиями (мы все их видели, поднеся магнит к железным опилкам). Ещё одна важная оговорка: к счастью или нет, но в процессе пересоединения гравитационных полей разрыва пространства-времени не происходит. Учёные описывают этот процесс как изменение связности полей — ни в пространстве, ни во времени никто не потеряется. В основе работы лежит так называемая тетрадная формулировка общей теории относительности (тетрада — это четвёрка по-гречески), в которой геометрические свойства пространства-времени выражаются с помощью локальных систем отсчёта — наборов из четырёх взаимно независимых векторов. Авторы рассматривают условие, аналогичное закону Ома для идеальной плазмы: при его выполнении сохраняются гравитационные потоки и связность полевых листов. Если это условие нарушается, связность может измениться и возникает гравитационное пересоединение. В статье исследователи также выводят количественные характеристики скорости такого процесса и анализируют его влияние на обмен энергией и импульсом между гравитационным полем и веществом, а также на ряд других параметров. Практическое значение этой работы ещё предстоит установить. Учёные считают, что предложенный подход поможет анализировать динамику сильно искривлённого пространства-времени, в частности при слиянии чёрных дыр и других компактных объектов. Сейчас подобные процессы изучают преимущественно методами численной теории относительности, решая уравнения Эйнштейна на суперкомпьютерах. Новая теория может дать дополнительные ограничения для таких расчётов и помочь оценить возможные изменения энергии, выделяемой при астрофизических событиях. К слову, гравитационно-волновые обсерватории вроде LIGO не интерпретируют результаты наблюдений самостоятельно. Чтобы понять суть зарегистрированного ими сигнала, для начала запускают множество симуляций и только после этого ищут совпадение между полученными моделями и зарегистрированным сигналом. Если исходные данные для моделей в чём-то ошибочны, это приведёт к неправильной интерпретации наблюдения. Тем самым ещё один канал получения данных о сильных гравитационных возмущениях, сопровождающихся возможной передачей энергии веществу, лишним не будет, если предложенная теория найдёт подтверждение в астрофизических явлениях. Но это уже другая история. А если подключить фантазию, то можно представить космические электростанции, основанные на пересоединении гравитационных полей чёрных дыр и других компактных объектов. Зелёный водород за недорого: учёные нашли альтернативу катализаторам из рутения
28.10.2026 [12:27],
Геннадий Детинич
«Зелёный» водород, получаемый электролизом воды с помощью солнечных и ветровых электростанций, обходится очень дорого из-за высокой стоимости катализаторов на основе платины, рутения, иридия и других драгоценных и редких металлов. Но наука не стоит на месте, и учёные нашли способ получать водород с помощью катализаторов на основе железа и никеля. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews В новой работе, опубликованной в журнале ACS Applied Nano Materials, исследователи представили перспективные катализаторы на основе оксидов никеля и железа, закреплённых на углеродных нановолокнах, выращенных на двумерном проводящем материале MXene (максине). В испытаниях по щелочному электролизу воды никелевый композит, созданный таким образом, показал превышение напряжения всего на 50 мВ по сравнению с эталонным катализатором на основе оксида рутения при выделении кислорода. Во время электролиза выделяются как водород, так и кислород, и обе реакции важны для получения водорода. Основой новых материалов служит MXene состава Ti3C2Tx — двумерный материал с высокой электропроводностью. На его поверхности методом химического осаждения из газовой фазы (CVD) учёные вырастили углеродные нановолокна, на концах которых сформировались частицы оксидов металлов. Микроскопия и спектроскопия подтвердили образование волокон и сохранение слоистой структуры MXene. Никелевый материал оказался более качественным: он отличался более упорядоченной, подобной графиту структурой углерода и меньшим количеством дефектов по сравнению с железным композитом. При оценке реакции выделения водорода никелевый композит потребовал повышения напряжения сверх эталонного (для рутения) на 490 мВ для достижения плотности тока 10 мА/см2, тогда как железный — 520 мВ. В реакции выделения кислорода результаты составили соответственно 300 и 360 мВ. Для сравнения, эталонный оксид рутения RuO2 требовал 250 мВ в реакции выделения кислорода. Таким образом, преимущество никелевого материала особенно заметно при выделении кислорода: разница с эталоном составила всего 50 мВ, тогда как разница в стоимости катализаторов будет несоизмеримо больше. Закрепление нановолокон на MXene очевидным образом улучшило показатели обоих композитов по сравнению с аналогичными материалами без такой подложки. Исследователи также собрали прототипы электролизёров, используя один и тот же тип катализатора на обоих электродах. При плотности тока 10 мА/см2 железный композит обеспечил напряжение ячейки 2,2 В, а никелевый — 2,7 В. Таким образом, железо показало лучший результат в полностью собранной конструкции, хотя на уровне композитов никель продемонстрировал более высокие показатели. Предполагается, что железо стабилизирует среду в процессе реакций. Суточные испытания показали незначительное снижение активности и дрейф характеристик катализаторов. При этом свойства никелевого катализатора изменились меньше, чем железного. Таким образом, работа ещё не окончена, хотя её результаты обнадёживают. Получение зелёного водорода без сжигания ископаемого топлива позволяет избежать выбросов углекислого газа. Обидно производить экологически чистое топливо — водород — и одновременно ухудшать состояние экосистемы планеты. Panasonic начала продавать окна, которые вырабатывают электричество — в них «подмешали» перовскит
26.10.2026 [11:28],
Геннадий Детинич
Японская компания Panasonic начала коммерческие продажи стеклянных перовскитных солнечных панелей, предназначенных для остекления зданий. Пока это предсерийная продукция, которая не появится в строительных магазинах. По-настоящему массовое производство фотоэлектрических стёкол для окон компания начнёт в апреле 2029 года. 
Источник изображений: Panasonic Первые изделия выпускают небольшими партиями на исследовательской площадке компании в городе Моригути, префектура Осака. Продажи стартовали в сентябре 2026 года. Одновременно компания перенесла начало полномасштабного производства фотоэлектрических стёкол на апрель 2029 года — на год раньше первоначального плана. Выпуск наладят на предприятии в городе Нагахама, префектура Сига. Новые модули рассчитаны на установку неподготовленными рабочими в окна и на фасады для выработки электричества с поверхностей, которые до этого никогда не использовались для таких задач. Естественный свет важен для жизнедеятельности людей, поэтому прозрачные окна — непременный атрибут жилых помещений и офисов. Сочетание прозрачности и генерации электричества стало возможным лишь с появлением продукции, подобной разработке Panasonic. Предсерийные изделия выполнены в виде многослойного стекла максимальным размером 1,8 × 1,0 м. Предусмотрены варианты с толщиной стеклянных слоёв 3 + 3 мм и 6 + 6 мм (светочувствительный слой расположен между стёклами), а также с использованием обычного прокатного или более прочного стекла. Поскольку при производстве светочувствительного слоя применяется лазерная гравировка, покупатель может заказать стекло с нанесёнными на него узорами.  В будущем, при массовом производстве, максимальный размер фоточувствительных стёкол увеличится до 1,8 × 1,2 м. Также планируются варианты с толщиной стеклянных слоёв 4 + 4 мм и 5 + 5 мм, а также исполнения в виде многослойного стеклопакета и даже закалённого стекла. В настоящее время компания не раскрывает КПД окон-панелей. Согласно ранее опубликованной информации, он приближался к 18 %. При массовом производстве можно ожидать небольшого снижения эффективности, поэтому ориентироваться стоит на 15–16 %. При производстве Panasonic сочетает собственные разработки в области материалов с нанесением функциональных слоёв методом струйной печати, лазерной обработкой и герметизацией стеклянной конструкции. По заявлению компании, такой подход позволяет адаптировать размеры, прозрачность и внешний вид панелей к конкретному зданию. Это важно для интеграции фотоэлектрических элементов в архитектуру, где помимо выработки электричества имеют значение эстетика, надёжность и функциональность. Власти Японии стимулируют подобные разработки, намереваясь удержать место технологического лидера в сфере передовой фотовольтаики. Это прямой вызов Китаю, который планирует запретить экспорт аналогичных технологий. В Китае прозрачные стёкла на перовските разрабатывает компания BOE и даже продаёт их, если верить её сообщениям, хотя никаких подробностей об этой деятельности в публичном пространстве нет. ИИ не уничтожит человечество, но может заставить его задыхаться: дата-центры грозят свести на нет десятилетия борьбы с загрязнением воздуха
22.10.2026 [14:33],
Геннадий Детинич
На поверку угроза со стороны искусственного интеллекта оказалась далека от киношной: вместо Терминатора за здоровьем и жизнью человека пришли смог, сажа, углекислый газ и оксиды азота. Компании не хотят ждать появления достаточных мощностей возобновляемой энергетики для ЦОД и ускоренными темпами сжигают ископаемое топливо, сводя на нет десятилетия усилий по защите окружающей среды. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews «Есть большая вероятность, что наши дети и внуки будут дышать более грязным воздухом, чем мы, — сказал Джон Холл (John Hall), генеральный директор агентства Хьюстонского центра перспективных исследований (HARC), в пресс-релизе. — Транспортный сектор, государство и другие заинтересованные стороны десятилетиями работали над тем, чтобы успешно снизить эти показатели [выбросов], но сейчас этот прогресс находится под угрозой». Стремительный рост числа центров обработки данных (ЦОД), обслуживающих системы искусственного интеллекта и облачные сервисы, может привести к ухудшению качества воздуха в Техасе. К такому выводу пришли аналитики HARC. Согласно опубликованному исследованию, если дополнительную нагрузку покрывать электроэнергией из прогнозируемой энергосистемы штата, выбросы ряда загрязняющих веществ к 2031 году могут вырасти настолько, что вернутся к уровням начала 2000-х годов. Пока такой исход не предопределён, но вероятность его высока. В наиболее вероятном сценарии выбросы оксидов азота (NOx), участвующих в образовании смога и озона у поверхности Земли, раздражающих верхние дыхательные пути человека, к 2031 году увеличатся на 136 % относительно уровня 2025 года и приблизятся к показателям 2004 года. Выбросы мелкодисперсных частиц PM2.5, способных проникать глубоко в лёгкие, могут вернуться к уровню 2006 года. Выбросы летучих органических соединений (ЛОС), также участвующих в образовании смога, по расчётам HARC, превысят уровень 2002 года на 32 %. При этом выбросы диоксида серы увеличатся на 18 %, но останутся ниже уровня 2002 года. Исследователи рассмотрели несколько вариантов энергоснабжения ЦОД: получение электричества из общей сети, использование собственных газовых установок и сочетание сетевого электричества с солнечной и ветровой генерацией. Для расчётов учитывались прогнозы роста числа ЦОД, структура генерации электроэнергии и удельные выбросы различных источников. В модели предполагалось, что центры работают круглосуточно, 365 дней в году, со средней нагрузкой 80 % установленной мощности. При этом около 40 % потребляемой ими электроэнергии отводилось на охлаждение. Эти допущения позволяют оценить возможный масштаб воздействия, но не гарантируют, что фактические показатели совпадут с прогнозом. Существенное значение имеет способ производства электроэнергии. По оценке HARC, выбросы NOₓ при обеспечении новых потребностей за счёт сжигания топлива на площадках ЦОД могут оказаться в 2–10 раз выше, чем в сценарии, сочетающем питание от сети с дополнительной солнечной и ветровой генерацией. Такая ситуация возникает, когда владельцы ЦОД восполняют нехватку энергии собственными силами с помощью небольших генераторов на природном газе: это быстро и относительно дёшево. Помешать такому развитию событий могут социальная ответственность владельцев и перенос реализации проектов по другим причинам. Будущее не предопределено — оно создаётся сегодня. И то, каким оно будет, зависит не от искусственного интеллекта. Его определят сами люди. Китай готовит запрет на экспорт технологий производства солнечных панелей нового поколения
17.10.2026 [13:03],
Геннадий Детинич
Китай предложил запретить экспорт отдельных технологий производства высокоэффективных солнечных элементов на основе перовскитов и тандемных структур, а также ограничить передачу ряда других передовых разработок в сфере фотовольтаики. Это не коснётся готовой продукции, но сильно затормозит развитие производства панелей во всём мире. 
Пример производственной линии в Китае для выпуска тандемных солнечных ячеек. Источник изображения: UtmoLight Предложение вынесено на рассмотрение Министерством торговли Китая (Mofcom) и Министерство науки и технологий. Эти структуры считают, что солнечные панели следующего поколения станут основой развития аэрокосмической отрасли и сферы обороны. Это создаст угрозу национальным интересам Китая. Обсуждение экспортного запрета продлится до 15 ноября 2026 года и затрагивает 12 ключевых технологических категорий в области солнечной энергетики. Добавим, всего предлагается ввести ограничения для 40 категорий, включая искусственный интеллект и биотехнологии. Одна из ключевых категорий, экспорт технологий которой предлагается запретить или поставить под жёсткий контроль правительства, это производство тандемных солнечных элементов, в которых слой кремния соединяется со слоем перовскита, что позволяет захватывать фотоны в более широкой области света и повышать КПД ячеек. Запрещено будет продавать оборудование или передавать технологии по выпуску ячеек размерами свыше 182 мм и эффективностью преобразования света в электричество свыше 30 %. Также в проект включены технологии нанесения перовскитного слоя методом щелевого нанесения (slot-die coating) при ширине покрытия от 1,1 м. Для крупных модулей установлены отдельные пороги: площадь от 1 м2 и эффективность не менее 18 % для однослойных перовскитных модулей либо 28 % для тандемных. Напомним, речь идёт о запрете передавать технологии производства, соответствующие этим параметрам, а не о запрете продажи готовых панелей. Проект экспортных ограничений охватывает и другие этапы производства солнечных элементов. Среди предлагаемых запретов — получение трихлорсилана методом холодного гидрирования в кипящем слое на линиях мощностью от 250 000 т в год, а также производство силана в кипящем слое при мощности от 20 000 т в год. Это всё промежуточные вещества, которые необходимы для массового выпуска поликристаллического кремния. Без этих технологий массовое производство панелей наладить будет нельзя. Также в перечень для запрета входят технологии изготовления кремниевых пластин толщиной не более 70 мкм и отдельные способы пассивации краёв тонких кремниевых элементов. Предусмотрены ограничения на проектирование производственных мощностей для выпуска поликристаллического кремния и отдельные процессы производства элементов, включая с контактами на задней стороне панелей и на основе гетероперехода. Иными словами, под запрет попадает всё лучшее, что сегодня можно найти в ограниченном производстве либо в виде близких к переносу на производство лабораторных экземплярах. Формально запрета на экспорт всего перечисленного выше пока нет. В то же время связанные со всем эти компании уже обязаны начать регистрацию перечисленных продуктов и технологий на сайте ответственных министерств. После введения запрета на экспорт указанных выше технологий передовая продукция продолжит поступать на рынок, но покупатели станут полностью зависимы от китайских поставщиков, что может сдержать развитие перспективных направлений во всём мире. В Китае заработал самый ёмкий в мире «аккумулятор» на сжатом углекислом газе — на 1 ГВт·ч
16.10.2026 [13:20],
Геннадий Детинич
Китайская энергетическая компания China Huadian подключила к электросети установку хранения энергии мощностью 100 МВт и ёмкостью 1000 МВт·ч. Особенностью проекта стало хранение энергии в сжатом и охлаждённом до жидкого состояния углекислом газе. 
Источник изображения: China Huadian Объект расположен в уезде Мулэй Синьцзян-Уйгурского автономного района, в пустыне Гоби. Первое подключение состоялось 30 сентября 2026 года. Номинальная ёмкость установки соответствует десяти часам выдачи энергии на полной мощности. Комплекс занимает около 565 000 м2 и входит в проект развития возобновляемой энергетики, включающий 600 МВт ветровой и 400 МВт солнечной генерации. В отличие от систем хранения энергии на сжатом воздухе, китайская установка использует углекислый газ в замкнутом термодинамическом цикле. При зарядке электричество приводит в действие компрессоры, повышающие давление газообразного CO2. Выделяющееся при сжатии тепло улавливается и сохраняется в тепловых накопителях, а сам газ охлаждается и переходит в жидкое состояние. Для хранения используются специальные сосуды под давлением. Когда требуется вернуть энергию в сеть, жидкий CO2 испаряют, нагревая за счёт ранее запасённого тепла, и направляют на турбину. Расширяющийся газ вращает турбину, соединённую с электрогенератором, после чего углекислый газ возвращается в контур для повторного использования. Такая схема позволяет обойтись без подземных соляных каверн, необходимых для некоторых систем хранения сжатого воздуха, но требует наземных газовых резервуаров, теплообменников и специальных турбин. Установка включает пять газовых хранилищ, 141 ёмкость для жидкого CO2 и 97 блоков теплового накопления. Проект реализован при участии разработчиков из компании Exa Energy (Bairang New Energy) и подрядчика Dongfang Electric, а технология создана исследовательской группой из Сианьского университета Цзяотун. По данным China Huadian, расчётный КПД турбины превышает 92 %. Срок службы системы должен составить не менее 30 лет, а число циклов запуска и остановки — превысить 20 000. Выход на полную мощность после запуска, согласно проектным характеристикам, занимает менее 20 минут. Важно, что 92 % — это заявленный КПД турбины, а не всей системы хранения. Информации о КПД объекта нет. По оценке владельца, после выхода на штатный режим объект сможет выдавать около 200 ГВт·ч электроэнергии в год, что, по расчётам компании, позволит ежегодно экономить примерно 50 000 тонн условного угля и предотвращать выбросы около 170 000 тонн CO2. Похожий проект, но в гораздо меньших масштабах решено строить в Ирландии. В любом случае такое использование углекислого газа гораздо лучше, чем просто закачивать его под землю на условно вечное хранение. Но это уже другая история. Б/У солнечные панели переедут с крыш на балконы граждан — в Германии нашли альтернативу утилизации
25.09.2026 [13:57],
Геннадий Детинич
В Германии провели интересный общественный эксперимент, заменив примитивную утилизацию отработавших своё солнечных панелей их продажей гражданам для организации «солнечных балконов» в жилых квартирах. Утилизация стоит денег и даёт небольшой выход сырья для повторного использования, тогда как продажа ещё работающих панелей с пониженной эффективностью даёт им вторую жизнь и обходится с меньшими затратами средств. 
Источник изображения: SoLocal Energy Эксперимент проведён в городе Кассель (Kassel) в рамках проекта по повторному использованию 300 бывших в эксплуатации фотоэлектрических панелей. Из этого числа было создано 150 бытовых «балконных электростанций». Панели около 13 лет работали на крыше промышленного здания, после чего вместо отправки на переработку прошли проверку, восстановление и получили шанс на повторное применение в малых системах генерации для жителей. Проект реализовали ClimateHub Kassel и компания SoLocal Energy, сделав ставку на развитие замкнутой экономики в солнечной энергетике. Перед повторным использованием каждый модуль прошёл технический контроль. Из предоставленных б/у панелей только 12 были признаны непригодными из-за небольших дефектов, остальные очистили и оснастили новыми соединительными разъёмами для сборки балконных фотоэлектрических установок. Общая масса повторно использованных панелей составила около 6 тонн. Организаторы отмечают, что при обычном сценарии эти панели попали бы в переработку, которая позволяет вернуть только отдельные материалы — стекло, алюминий и некоторые компоненты кремниевых подложек. Проект также был направлен на снижение стоимости получения солнечной энергии домохозяйствами с разным уровнем дохода. Цена комплекта из двух модулей мощностью 650 Вт составляла €825 по льготной схеме, €1000 по стандартному тарифу и €1175 для создания фонда по субсидированию малоимущих покупателей. Дополнительно предлагались аккумуляторные системы хранения энергии, инверторы, наборы для подключения и счётчики энергии. Также оказывалась помощь в монтаже и подключении к электрооборудованию с выдачей необходимых сертификатов для эксплуатации. По оценкам организаторов, повторное использование панелей позволит избежать около 500 тонн выбросов CO2 за оставшийся срок службы оборудования, одновременно снижая объём отходов от утилизации. В акции добровольно приняли участие ремонтные и транспортные компании. Для доставки покупок по адресам были использованы грузовые велосипеды. Если уж быть экологичными, то до конца. Аппетиты ИИ разогнали атомную энергетику Китая — в стране строят АЭС и SMR, и готовят термоядерный прорыв
23.09.2026 [14:52],
Геннадий Детинич
Свежая передовица Financial Times посвящена лидерству Китая в области атомных электростанций, малых модульных реакторов и перспективных термоядерных установок для удовлетворения растущих потребностей искусственного интеллекта. Находясь под санкциями и запретом на экспорт технологий из США, Китай фактически стал лидером в освоении мирного атома, получив преимущества, о которых западный мир может только мечтать. 
Стенд на апрельской выставке в Пекине. Источник изображения: Costfoto/NurPhoto Начало процесса стремительного роста производства энергии в Китае авторы связывают с производственной базой в стране, призванной удовлетворить мировой спрос на товары. В современных реалиях энергопотребление завязано на платформах искусственного интеллекта, в которых Китай пока отстаёт от США, но имеет историческое преимущество в виде развитой в прошлом для поддержки промышленного производства генерации и распределения электрической энергии. В то же время ИИ поднимает планку — для него электричества никогда не будет в достатке. На первом этапе Китай будет закрывать потребности с помощью классических АЭС. Как пишет Financial Times, из 58 новых энергетических ядерных реакторов, находящихся сейчас в стадии строительства в мире, более половины сооружаются в Китае. При этом Пекин одновременно инвестирует в традиционные АЭС, малые модульные реакторы (SMR) и термоядерные установки, рассматривая атомную энергетику как один из способов обеспечить долгосрочный рост электропотребления, повысить энергетическую независимость и сократить выбросы углерода. По оценке Wood Mackenzie, электропотребление китайских центров обработки данных может увеличиться примерно в четыре раза — до 774 ТВт·ч в год к 2030 году. Основным фактором такого роста становится расширение вычислений с использованием ИИ, для которых требуются не только огромные объёмы электроэнергии, но и стабильное круглосуточное энергоснабжение. Для сравнения, Международное агентство по атомной энергии отмечает, что мировое потребление электроэнергии, связанное с ИИ и обработкой данных, может вырасти с примерно 460 ТВт·ч в 2022 году до более 1000 ТВт·ч уже к концу 2026 года. Источник сокрушается, что Китай пользуется «недемократическими» методами хозяйственного регулирования и тем самым получает преимущество перед развитыми странами. За счёт этих рычагов и финансирования со стороны государства и крупного бизнеса реализуется множество проектов в энергетике, формируя в стране наилучшие в мире условия для поддержания энергетической безопасности и расширения производства электроэнергии. В частности, наряду со строительством обычных АЭС в Китае создаётся собственная технологическая цепочка для производства и эксплуатации малых модульных реакторов. Источник приводит пример компании Junhe Atomic, основанной в 2025 году бывшим заместителем главного инженера двух крупнейших китайских атомных корпораций — CNNC и CGN. Компания рассчитывает начать эксплуатацию SMR примерно с 2031 года и рассматривает размещение компактных реакторов на территориях бывших угольных электростанций. Такой подход позволит потенциально использовать существующие площадки, сетевую инфраструктуру и готовые подстанции. В отличие от крупных АЭС, SMR рассчитаны на более компактное размещение и массовое изготовление значительной части оборудования на заводах. Наконец, персонал бывших электростанций может получить новые рабочие места, что также немаловажно. Однако наиболее амбициозным направлением остаётся управляемый термоядерный синтез. Китай располагает несколькими экспериментальными термоядерными установками и строит новые. Ряд частных компаний занят разработкой уникальных проектов, исповедующих иные принципы получения термоядерных реакций. Например, источник отмечает китайскую компанию NovaFusionX. Её основатель долго работал в США и создал там основу для термоядерных импульсных установок с обращённой конфигурацией поля (field-reversed configuration, FRC). Его наработки, например, легли в основу проекта реактора компании Helion Energy. Теперь аналогичный реактор создаётся в Китае и обещает воспроизвести первый положительный выход энергии от реакции синтеза в 2030 году или около того. Впрочем, пока в Китае не надеются увидеть термоядерные электростанции в обозримом будущем. Сами китайцы сходятся на том, что термоядерная энергия в стране будет освоена не раньше 2050 года. Для этого предстоит решить ещё множество фундаментальных задач, но оно того стоит. В Китае создают первое в мире хранилище энергии на расплаве солей и CO2 в сверхкритическом состоянии
23.09.2026 [12:01],
Геннадий Детинич
Китай лидирует в передовых методах производства энергии, но всё ещё не справляется с её распределением. При этом вариант коммунальных систем хранения энергии на литиевых аккумуляторах почти не рассматривается. Предпочтение отдаётся невероятным по меркам вчерашнего дня проектам: гравитационным, компрессионным и термоаккумулирующим. В частности, запущен новый проект — создание хранилища энергии на расплаве солей и CO2 в сверхкритическом состоянии. 
Источник изображения: China Huaneng Традиционно турбины электрогенераторов вращает энергия, заключённая в водяном паре. Замена воды на CO2 в сверхкритическом состоянии, когда газ фактически начинает вести себя как жидкость, позволяет увеличить работу в намного более компактной установке. Такая замена, например, рассматривается для производства электричества на борту космических кораблей с ядерной силовой установкой. Места там будет немного, поэтому снижение габаритов всячески приветствуется. Что касается нового проекта, то это будет комплекс Ruitan на площадке электростанции Bajiao компании China Huaneng в городе Яньтай провинции Шаньдун. Строительные работы начались 16 сентября 2026 года, а ввод объекта в эксплуатацию ожидается в следующем году. Проект должен продемонстрировать способ повышения гибкости энергосистемы за счёт преобразования избыточной электроэнергии в тепловую энергию и её последующего использования в периоды пикового спроса. Отметим, энергетический буфер Ruitan будет создан на угольной электростанции, хотя греть ёмкость с расплавом солей можно будет также за счёт пиковой выработки солнечных и ветряных электростанций. Но для угля это тоже будет подспорье — расплав солей и CO2 в сверхкритическом состоянии будут реагировать на пиковый спрос в четыре раза быстрее угля и пара, что важно для баланса энергосистемы. Собственно, этот и подобные проекты на данном этапе затеваются не столько для поддержки ВИЭ, сколько для стабилизации выработки и спроса на электричество. На первом этапе установка на основе цикла сверхкритического CO2 будет обладать мощностью 50 МВт и опираться на систему теплового накопления на расплавленной соли мощностью 100 МВт с запасом энергии 400 МВт·ч. При низком потреблении электроэнергии избыток мощности активных угольных энергоблоков будет использоваться для нагрева расплавленной соли, которая способна длительно сохранять тепло. Во время пиковых нагрузок накопленная энергия будет передаваться в контур sCO2, где нагретый сверхкритический диоксид углерода будет приводить в действие турбину для выработки электроэнергии. Подобные системы могут работать на отработанном промышленном тепле, и первая такая установка в Китае уже создана и работает. Это проект Chaotan One в китайской провинции Гуйчжоу на юго-западе страны. Отдельно на Тибете создаётся буфер на расплаве солей для поддержки высокогорной солнечной электростанции. Проверка технологий на практике в относительно небольших масштабах откроет путь для их массового развёртывания по всей стране. Открытие китайских учёных кратно ускорит производство водорода солнечным светом
16.09.2026 [10:56],
Геннадий Детинич
Исследователи Нинбоского института материаловедения и инженерии (NIMTE) Китайской академии наук разработали прорывной фотоорганический катализатор, значительно ускоряющий производство водорода из обычной воды с помощью солнечного света. Водород — это энергоёмкое и одновременно экологически чистое топливо, которое способно согреть и напитать энергией что угодно без вреда для окружающей среды. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok/3DNews Большой проблемой всех каталитических реакций с расщеплением воды на кислород и водород под воздействием солнечных лучей остаётся малое время жизни носителей заряда — электронов и дырок, которые быстро рекомбинируют и уже не участвуют в дальнейшей реакции выработки водорода. Учёные из Китая нашли способ в 1000 раз увеличить время жизни носителей заряда в растворе, чтобы как можно больше из них смогли принять участие в реакции синтеза водорода. Обычные химические связи оказались недостаточно прочными для длительной активной реакции и исследователи заменили их на более устойчивые кумариновые связи с параллельным использованием так называемых ковалентных органических каркасов (COF). В сравнении с обычным COF с иминными связями разделённое состояние зарядов в новых условиях сохранялось примерно в 1000 раз дольше, что можно считать настоящим прорывом. Дело в том, что в обычных COF гибкие химические соединения могут совершать вращательные движения вне плоскости, вызывая структурные флуктуации и дополнительные потери энергии. Кумариновый фрагмент подавляет такие движения. Это облегчает перенос зарядов на большие расстояния внутри органического каркаса и позволяет уменьшить ширину запрещённой зоны, повышая эффективность использования энергии видимого света. Также для ускорения реакции выделения водорода исследователи использовали наночастицы платины в качестве дополнительного катализатора. При освещении с длиной волны 440 нм новый материал продемонстрировал скорость выделения водорода 531 ммоль на грамм катализатора в час. При освещении видимым светом с длиной волны более 420 нм скорость составила 166 ммоль/(г·ч). Работа показывает, что эффективность органических фотокатализаторов можно повышать не только изменением их химического состава, но и целенаправленным управлением динамикой зарядов внутри молекулярного каркаса. В данном случае более продолжительное разделение электронов и дырок увеличивает вероятность их участия в полезной химической реакции до рекомбинации, что можно с успехом использовать для увеличения производства по-настоящему «зелёного» водорода. Китайцы создали солнечный элемент для подлодки — он работает на глубине
15.09.2026 [08:33],
Геннадий Детинич
Учёные из Китая совершили прорыв в разработке солнечных элементов для выработки электричества под водой, которая сама легко поглощает фотоны. Это было колоссальной проблемой для кремниевых ячеек, но оказалось по силам перовскиту. Открытый без малого 200 лет назад в уральских горах минерал силами китайских учёных преодолел свойственную ему «водобоязнь» и смог вырабатывать электричество даже под толщей воды. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews О разработке в журнале Joule сообщили исследователи из Университета Юньнаня (Yunnan University). Ключевая идея заключалась не просто в использовании перовскита, а в настройке его оптических свойств под сине-зелёную часть спектра, которая сохраняется на глубине. Поскольку перовскиты допускают изменение ширины запрещённой зоны за счёт химического состава, исследователи смогли создать фотоэлемент с широкой запрещённой зоной около 1,96 эВ, оптимизированный для рассеянного в воде света. Конечно же, для чрезвычайно чувствительного к влаге перовскита главной проблемой оказалась не эффективность выработки, а долговечность: вода особенно быстро разрушает структуру таких соединений. Исследователи добавили в состав материала солнечных ячеек полигексаметиленгуанидин гидрохлорид (polyhexamethylene guanidine hydrochloride, PHMG), который выполнял сразу несколько функций. Он формировал гидрофобный барьер, препятствующий проникновению воды, и одновременно взаимодействовал с кристаллической решёткой перовскита, что вело к образованию более крупных кристаллических элементов и подавляло миграцию ионов, а это один из ключевых механизмов деградации перовскитных фотоэлементов. Эксперимент показал, что при освещении, которое своим спектром соответствовало условиям примерно 10-метровой глубины в океане, элемент продемонстрировал эффективность около 35 %, то есть заметно выше типичных примерно 20 % для кремниевых солнечных панелей в обычных атмосферных условиях. После создания полноценного миниатюрного модуля с защитными слоями учёные испытали его в морской воде. Через 40 суток выдержки под водой фотоэлемент сохранил 99,6 % первоначальной эффективности. Тем самым на уровне прогнозов это даёт примерно 5,5 лет эксплуатации с допустимым снижением эффективности до 80 % от начальной. Затем прототип испытали уже в Южно-Китайском море, установив его на небольшую платформу, способную удерживаться на заданной глубине. Фотоэлемент использовался для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов на глубинах 2, 6 и 10 м. На двух метрах мощность заметно колебалась из-за воздействия волн на солнечный свет, тогда как на большей глубине освещение становилось стабильнее вследствие рассеяния, но одновременно слабее: на 10 метрах модуль выдавал немногим менее четверти энергии, которую он производил на глубине 2 м. 
Источник изображения: Yunnan University Подобные элементы не заменят наземные солнечные электростанции, но смогут на месте снабжать энергией автономные подводные системы, которым сегодня приходится использовать аккумуляторы или подпитку с поверхности. Это могут быть необитаемые подводные аппараты, датчики мониторинга океана, элементы подводного интернета вещей и другая маломощная электроника. И хотя прототип пока далёк от практического использования, он уверенно показал способность работать на глубинах, а это дорогого стоит. Япония бросит вызов китайским солнечным панелям — её перовскитные панели прослужат в 1,5 раза дольше
09.09.2026 [13:28],
Алексей Разин
Японские разработчики солнечных панелей стараются удержаться на рынке под натиском китайских конкурентов, предлагая всё более совершенные технологии получения электроэнергии из солнечного света. Консорциум японских разработчиков недавно предложил технологию изготовления перовскитных солнечных панелей с увеличенным в полтора раза относительно китайских аналогов сроком службы. 
Источник изображения: Unsplash, Chelsea Наладить выпуск солнечных панелей нового поколения в Японии планируется в следующем десятилетии, когда на внутреннем рынке должна возникнуть волна обновления существующего парка панелей. Интерес к солнечной энергетике среди массовых пользователей в Японии вырос в 2012 году, когда местные власти обязали покупать у владельцев солнечных панелей генерируемую энергию по гарантированным ценам на протяжении длительных сроков. Закупленные в те годы панели будут выводиться из эксплуатации по истечении двух или трёх десятилетий, поэтому и спрос на новые вырастет уже после 2030 года. Toshiba, Shin-Etsu и Университет Ниигаты сообща разработали новый тип тандемных солнечных панелей, которые сочетают слой перовскита и слой кремния. При сохранении малой толщины солнечной ячейки и гибкости, такой тандем должен примерно на 30 % повышать эффективности генерации электроэнергии. Если Toshiba отвечала в этом консорциуме за разработку самих солнечных ячеек, то Shin-Etsu и учёные из Ниигаты создали корпус ячеек, обеспечивающий повышенный эксплуатационный ресурс. Последнюю задачу помогает решить защитный слой из синтетического каучука с вкраплениями компонентов, обладающих свойством поглощать влагу из воздуха. Высокие температуры и влажность являются двумя основными факторами, сокращающими продолжительность службы перовскитных солнечных панелей. Разработанные в Японии панели позволяют стабильно вырабатывать электричество на протяжении 3000 часов при температуре воздуха до 85 градусов Цельсия и влажности до 85 %. Созданные китайскими конкурентами при поддержке сингапурских учёных перовскитные панели ранее считались самыми долговечными, для них заявлялся расчётный срок службы 2000 часов при аналогичных условиях. Получается, что японские панели могут служить в полтора раза больше, и для реальной эксплуатации это значит, что использовать их можно будет на протяжении 20 и более лет. Пока прототипы тандемных панелей, разработанных указанным консорциумом, имеют площадь 25 мм2, но к моменту начала серийного производства разработчики надеются добиться сохранения заявленных характеристик для ячеек площадью более 250 см2. Прочие японские производители тоже не сидят на месте, и та же Kaneka планирует поднять КПД перовситных панелей до уровня более 40 % к 2035 году, а Choshu Industry также рассчитывает увеличить срок эксплуатации солнечных панелей до более чем 20 лет к 2030 фискальному году. Для японских производителей лидерство в сфере долговечности продукции может стать важным преимуществом в борьбе за место на рынке с китайскими конкурентами. К 2040 году власти Японии надеются ввести в эксплуатацию до 20 ГВт солнечных генерирующих мощностей на базе перовскитных панелей. Это сопоставимо с мощностью 20 ядерных реакторов. Повышение эффективности тандемных панелей является одним из способов достижения этой цели. Tesla свернула производство черепицы, способной добывать электроэнергию из солнечного света
21.08.2026 [13:21],
Алексей Разин
Долгое время остававшаяся крупнейшим производителем электромобилей американская компания Tesla закономерно поддерживала инициативы, связанные с альтернативной энергетикой, поэтому наладила выпуск не только солнечных панелей в их классическом виде, но и создала черепицу с высокими декоративными свойствами, которая тоже позволяла вырабатывать электроэнергию. Теперь этот вид продукции отправляется на свалку истории. 
Источник изображения: Tesla По крайней мере, ресурс Electrek со ссылкой на осведомлённые источники сообщил, что Tesla уведомила своих партнёров, которые занимались установкой такой черепицы на дома заказчиков, что её больше нельзя приобрести. Впредь Tesla будет снабжать желающих оснастить кровлю дома источниками солнечной энергии только панелями классического вида. По имеющимся данным, генерирующая энергию черепица оказалась невыгодным с точки зрения экономики производства продуктом. По информации источника, теперь раздел сайта Tesla, ранее посвящённый «солнечной кровле», переадресует посетителей на раздел с описанием солнечных панелей. Раздел решений в сфере энергетики тоже лишился упоминаний о такой крыше, там теперь присутствуют только солнечные панели, стационарные системы хранения электроэнергии для дома Powerwall и промышленные Megapack. Данная инициатива продвигалась Tesla с осени 2016 года, ради развития профильного бизнеса Илон Маск (Elon Musk) организовал покупку компании SolarCity у своих двоюродных братьев на деньги акционеров за $2,6 млрд. Как позднее выяснило следствие, в ходе октябрьской презентации Tesla использовала макеты черепицы, способной вырабатывать электроэнергию, и наладить её производство в количестве 1000 комплектов в неделю компания смогла лишь к 2020 году. Решение получилось дорогим и не самым практичным, в лучшие времена Tesla и её партнёры устанавливали около двух или трёх десятков солнечных крыш в неделю, тогда как Маск рассчитывал на многократно большее количество. За семь лет в США было установлено не более 3000 комплектов. При этом ремонта таких крыш приходилось ждать месяцами из-за нехватки персонала. Другими словами, разработка себя не оправдала, что нисколько не умаляет потенциала обычных солнечных панелей Tesla, которые хоть и не могут похвастать особо эстетичным внешним видом, со своей работой справляются нормально. Австралийские учёные создали аккумулятор мечты: на воде, цинке и йоде, с огромным ресурсом и зарядкой за 3 минуты
20.08.2026 [13:13],
Геннадий Детинич
Исследователи из Университета Флиндерса в Аделаиде (Австралия) разработали водный цинк-йодный аккумулятор, который выдерживает более 60 000 циклов заряда-разряда и способен заряжаться примерно за три минуты. Результаты работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie и могут быть легко представлены как «аккумулятор мечты» — настолько выдающиеся характеристики у этого элемента. Впрочем, это решение для коммунальщиков и вряд ли оно появится в быту. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Интересный аккумулятор использует водный электролит на основе йодида калия с добавлением хлорида цинка и этиленгликоля, что позволяет одновременно решить две ключевые проблемы таких систем: рост цинковых дендритов и нежелательный перенос полииодидов между электродами. Но оно того стоит: батарея сохраняет 83,8 % первоначальной ёмкости после 60 000 циклов при 100 % глубине разряда. Техническая суть решения заключается в изменении химии электролита на молекулярном уровне. Этиленгликоль формирует вокруг ионов йода так называемую сольватную оболочку, которая резко снижает их подвижность и предотвращает их просачивание через разделительную мембрану, а хлорид-ионы адсорбируются на цинковом аноде и направляют осаждение цинка по безопасной с точки зрения роста дендритов (игл) кристаллографической плоскости. Это обеспечивает равномерный рост электрода без образования игольчатых структур, обычно ведущих к короткому замыканию. При плотности тока 20 мА/см2 и напряжении до 1,3 В полный заряд достигается за три минуты, а удельная ёмкость составляет 0,45 мА·ч/см2 при 1 мА/см2. Дополнительное преимущество разработки — простая и фиксированная конструкция без насосов, резервуаров и сложных систем циркуляции электролита, характерных для проточных батарей. Это упрощает масштабирование и снижает стоимость системы хранения. Прототип в формате пакетного элемента ёмкостью 2,1 А·ч показал кулоновскую эффективность 99,7 % на протяжении 2000 циклов. Батарея также отличилась широким температурным диапазоном: этиленгликоль действует как антифриз, позволяя устройству работать при температурах от −20 °C до 60 °C с сохранением 78 % ёмкости при −20°C после 500 циклов. Разработчики отмечают, что высокая скорость зарядки в сочетании с исключительным циклическим ресурсом делает технологию перспективной для стационарного хранения энергии, особенно в сетях с большой долей солнечной и ветровой генерации. Если результаты лабораторных прототипов подтвердятся при масштабировании, водные цинк-йодные батареи смогут составить конкуренцию литий-ионным и ванадиевым системам в сегменте накопителей длительностью от четырёх до восьми часов, где определяющими факторами являются стоимость за цикл и скорость отклика. Данный тип батарей особенно интересен для Австралии, запасы природного цинка у которой являются крупнейшими на планете и достигают 28 % мировых. Это также важно с позиции отсутствия зависимости от поставок лития из Китая, с чем в будущем будет всё больше проблем. Единственный минус разработки — относительно меньшая плотность запасаемой энергии — в разы меньше, чем у лучших современных литиевых аккумуляторов, но с учётом всех остальных достоинств это мечта для создателей систем хранения энергии промышленного масштаба. |
© 1997—2026 3DNews
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
