Тенденции. Главную энергетическую премию получили солнечные ячейки
Солнечные ячейки Гретцеля, работающие на принципах фотосинтеза, уже сейчас выглядят выгодной альтернативой дорогим и сложным в изготовлении кремниевым фотогальваническим батареям. Они представляют собой фоточувствительные мезопористые оксидные полупроводники; основные принципы их структуры были описаны в 1991 году в журнале Nature.
Основой первых ячеек Гретцеля был пористый слой наночастиц оксида титана, насыщенный органическим красителем, который мог эффективно поглощать солнечный свет. Поначалу они были не слишком эффективны и не слишком стабильны из-за использовавшегося в них жидкого электролита и того же органического красителя.
Гретцель и его коллеги на протяжении многих лет искали способ заменить жидкий электролит твёрдым – органическим полупроводником. На смену же органическому красителю впоследствии пришли материалы со структурой перовскитов. Такая структура есть у некоторых оксидов, галогенидов, интерметаллидов; также структурой перовскита (или производной от нее) обладают высокотемпературные сверхпроводники, ионные проводники и многие магнитные материалы и сегнетоэлектрики.
Солнечные элементы на основе новых материалов позволяли быстро повысить КПД устройства, что привело к появлению огромного количества разработок в этой области. В итоге за несколько лет эффективность новых солнечных элементов выросла с 9,7% до 22,1%. Следует также отметить, что батареи на основе ячеек Гретцеля могут вырабатывать электроэнергию на различных диапазонах частот света, вплоть до инфракрасного; кроме того, их можно делать гибкими и придавать им разные цвета.
Во время прямой связи с пресс-центром ИТАР-ТАСС Михаэль Гретцель упомянул большие успехи в развитии перовскитной фотовольтаики, достигнутые учеными химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, с которыми его лаборатория тесно сотрудничает. Отвечая на вопросы журналистов, лауреат отметил, что максимум лет через пять модули на основе перовскитных солнечных элементов найдут применение в недорогих и производительных солнечных электростанциях.
Что же касается перспектив энергетики, основанной на использовании углеводородов, то нефть, по мнению Гретцеля, будет основным источником энергии ещё лет 50, а газ, может быть, немного больше.
Председатель Международного комитета премии и лауреат Нобелевской премии 2007 года Родни Джон Аллам со своей стороны подчеркнул, что с каждым годом всё больше работ, номинируемых на премию «Глобальная энергия», связаны с развитием энергетики, основанной на возобновляемых источниках энергии.
Член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия» Аднан Амин добавил, что последние три года большинство введённых новых мощностей используют возобновляемые источники энергии, и что по его данным стоимость выработки 1 кВтч солнечными электростанциями в ближайшие десять лет упадёт на 60%. Примерно те же прогнозы делают и для ветряной энергетики.
Стоит добавить, что среди десяти номинантов шорт-листа премии в этом году были такие ученые, как Илон Маск (США), Юрий Оганесян (Россия), Игорь Грехов (Россия), Мартин Грин (Австралия) и др. (полный список находится здесь). Размер премии нынешнего года составляет примерно 700 тысяч долларов США (39 млн. рублей).
