Почему мы живем в век перовскитов?
Наука захватывает нас только тогда, когда, заинтересовавшись
жизнью великих исследователей,
мы начинаем следить за
историей их открытий.
Дж. К. Максвелл
28 мая завершился первый сезон образовательного проекта Факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова. Лучшие ученые из Великобритании, Швейцарии, Франции и других стран выступили с онлайн-лекциями о материаловедении. Слушатели познакомились с прогрессивными направлениями современного материаловедения, узнали главные мировые тенденции его развития и получили практику посещения лекций на английском языке.
Заключительные лекции онлайн-лектория ФНМ МГУ были посвящены перовскиту, таинственному двигателю технологий будущего. Ведущие мировые специалисты в области фотовольтаики и солнечной энергетики- профессор университета имени Бен-Гуриона в Негеве Евгений Кац и профессор федеральной политехнической школы Лозанны Михаэль Гретцель рассказали об истории открытия перовскита, загадке его названия и ответили на вопрос, почему XXI век – это век перовскитов.
Перовскит, или титанат кальция, был обнаружен немецким геологом и минерологом Густавом Розе в 1839 году в Уральских горах. Название минерал получил в честь графа Льва Перовского. Граф Перовский был талантливым государственным деятелем и славился еще тем, что был фанатичным собирателем и тонким знатоком минералов. Выдающийся советский ученый Александр Ферсман писал о Льве Перовском: «Вся русская наука обязана ему за его почти тридцатилетнюю деятельность тем особым подъемом внимания к камню, которое характеризует всю первую половину XIX века».
Перовскит был открыт почти двести лет назад, но только в 2009 году была обнаружена его способность преобразовывать энергию солнечного света в электрический ток. С тех пор минерал является надеждой мировой солнечной энергетики. Энергия солнца – это нескончаемый и самый безопасный источник энергии. Любая возобновляемая энергетика «питается» от солнца, фотовольтаика – прямой способ преобразования энергии. Перовскит так же, как и кремний является полупроводником и примерно так же эффективно передает электрический заряд под действием света. Однако производство батарей на основе перовскита дешевле кремниевых, а их производство не токсично. В отличии от кремниевых солнечных устройств в перовскитных используется меньшее количество свинца. Все это даёт чудо-материалу преимущество перед кремнием при изготовлении солнечных элементов. Не зря в 2013 году авторитетный научный журнал «Science» включил солнечные батареи на основе перовскитов в десятку главных научных прорывов года.
Перовскитными элементами сейчас занимаются более десяти тысяч ученых со всего мира. Лучшие лаборатории работают над тем, чтобы максимально использовать энергию солнца, тем самым уменьшив зависимость от органических ископаемых источников энергии. В Швейцарии перовскитными солнечными батареями занимается профессор Михаэль Гретцель, приглашенный лектор ФНМ МГУ. «Единственный способ удержать технологическое лидерство – развивать собственные технологии быстрее, чем это делают конкуренты», – уверен профессор Гретцель. Российские ученые также присоединились к исследованиям в данной области. В 2015 году два факультета Московского университета совместно со швейцарскими исследователями во главе с Гретцелем начали работы в рамках российско-швейцарского проекта в области перовскитного фотоэлектрического преобразования. И, быть может, в ближайшем будущем нас ждет новый прорыв в сфере альтернативной энергетики.