Учёные из Национальной лаборатории Роки-Маунтинс создали новую систему преобразования солнечной энергии, которая может работать гораздо эффективнее обычных солнечных панелей. Главная особенность разработки — она умеет дольше удерживать так называемые «горячие электроны», то есть частицы с высоким запасом энергии, возникающие при поглощении солнечного света.

Изображение: National Laboratory of the Rockies

В обычных солнечных панелях и даже в растениях большая часть энергии яркого солнечного света почти мгновенно теряется в виде тепла. Новая технология позволяет сохранить эту энергию примерно на 5 наносекунд — это в 25 тысяч раз дольше, чем в стандартных кремниевых материалах.

Основа системы — кремниевый нанокристалл, соединённый с молекулярным катализатором специальным химическим мостиком. Именно этот связующий элемент оказался ключевым: он меняет поведение электронов так, что энергия не рассеивается сразу, а остаётся доступной для полезных химических реакций.

По словам исследователей, важно не просто соединить материалы между собой, а правильно подобрать химическую связь между ними. Благодаря этому «горячие электроны» распределяются сразу между кремнием и катализатором, становятся стабильнее и дольше сохраняют энергию.

В перспективе технология может использоваться для производства водорода из воды, переработки углекислого газа в топливо и химические вещества, а также для создания удобрений из атмосферного азота. Если разработку удастся масштабировать, она может стать основой нового поколения солнечной энергетики и «зелёной» химической промышленности.