Перовскитный материал — экологичное будущее энергетики

Химия — крайне обширная наука, состоящая на сегодня из множества самостоятельных дисциплин (от науки о материалах до медицинской химии). Выбрать какое-то одно открытие, превосходящее все остальные, невозможно в силу относительности научной информации и разнонаправленности векторов современной науки. Но если говорить о моих личных предпочтениях, я бы отдал пальму первенства за последнее десятилетие перовскитным материалам для солнечных батарей.

Во-первых, «второе рождение» структуры перовскита, в форме CH3NH3PbI3 и его производных, способных генерировать электрический ток под действием света, — само по себе выдающееся открытие. Во-вторых, это открытие сдвинуло с своеобразной «мёртвой точки» науку и индустрию солнечных элементов, которая развивалась в течение многих десятилетий и к началу 2010-х уперлась в теоретически возможный предел по эффективности и экономичности производства.

Всего за одно десятилетие исследования перовскитных материалов учёным удалось увеличить КПД преобразования солнечной энергии с 4 до 28%, превысив прежний рекорд для кремния (26%), а в скором времени ожидаются цифры в 33-35% для гибридных элементов.

В-третьих, эти работы крайне гармонично вписываются в глобальную перестройку мировой энергетики, постепенно осваивающей возобновляемые и экологически чистые источники энергии. В некоторых странах Европы (например, в Германии) доля электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников в некоторые дни достигает 50%.

Моя группа занимается исследованиями, посвящёнными созданию высокоёмких, надёжных и экономичных металл-ионных аккумуляторов, и я считаю, что в обозримом будущем именно комбинация «солнечный элемент — металл-ионный аккумулятор» будет снабжать электроэнергией всю нашу планету. Как минимум одну планету — Марс — эта «связка» снабжает уже не одно десятилетие.

Главная задача, которая сейчас стоит перед исследователями, — разработать экономичную технологию из массового производства и продлить срок жизни перовскитных материалов: сейчас он не превышает 1 года, по сравнению с 25 годами для кремния. Уверен, в следующем десятилетии эта задача будет тем или иным образом решена.