6 апреля состоялось одно из важнейших событий года в сфере энергетики – в Москве на официальной пресс-конференции было озвучено имя лауреата Международной премии «Глобальная энергия». В 2017 году высокой награды удостоен ученый из Швейцарии Михаэль Гретцель «за выдающиеся заслуги в разработке экономичных и эффективных фотоэлементов, известных как «ячейки Гретцеля», предназначенных для создания недорогих, производительных солнечных электростанций». В июне он получит золотую медаль премии и крупную сумму в 39 миллионов рублей.

Лауреат 2017 года был определен 4 апреля на заседании Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия». До последней минуты информация держалась в секрете. Комитет возглавляет известный британский ученый – лауреат Нобелевской премии Родней Джон Аллам. На пресс-конференции он огласил шорт-лист номинантов «Глобальной энергии». Напомним, что в этот раз в него вошли 10 человек из Австралии, Великобритании, Германии, Испании, России и США. Родней Джон Аллам отметил, что «победитель XV номинационного цикла был выбран из 186 претендентов, которые представляют 31 страну. Правом номинировать на премию обладают 3000 экспертов из 90 стран (то есть, в десять раз больше, чем их начальное количество в 2003 году). Также выросло и число ежегодных представлений на награду: в 6 раз с момента ее основания».

Дополнил рассказ о премии член Международного комитета по ее присуждению, генеральный директор Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), Аднан Амин. Он подчеркнул вклад победителя - Михаэля Гретцеля в создание устойчивого будущего на благо всего человечества, а также отметил, что «Глобальная энергия» демонстрирует тот дух сотрудничества, который присущ IRENA с момента его основания. «Особенно важно, что в этом году большинство ученых, номинированных на награду, совершили свои открытия в области возобновляемой энергетики (32.24%), – сказал он. – Это подтверждает то, что мы видим в последние годы – роль ВИЭ растет в глобальном масштабе и все большее количество лучших умов человечества работает над тем, чтобы это процесс был успешным».

Напомним, каждый год Международный комитет по присуждению премии может выбрать не более трех лауреатов. В этом году «Глобальная энергия» присуждается за изобретение так называемых «ячеек Гретцеля» – эффективных фотоэлементов, изначально работающих на органическом красителе на принципах, отчасти схожих с биохимическими, с помощью которых растения преобразуют энергию света. Работу такого фотоэлемента часто сравнивают с фотосинтезом: в обоих случаях используются окислительно-восстановительные реакции, протекающие в электролите. Фоточувствительные элементы на основе таких ячеек могут представлять выгодную альтернативу дорогим и сложным технологиям фотогальванических батарей, создаваемых на основе кремния.

В производство ячейки Гретцеля впервые поступили в 2009 году. На первом этапе они обладали низкими показателями эффективности (3-8%). Исследователи во главе с Гретцелем более 20 лет работали над повышением КПД устройства, и, используя новые материалы, в частности, перовскиты и другие нововведения, добились показателя на уровне 22.1%.

Несомненное преимущество батарей на основе ячеек Гретцеля – их удобство с потребительской точки зрения: гибкость, возможность выполнения в различных цветах, в том числе, их можно делать прозрачными. Они способны вырабатывать электроэнергию на различных диапазонах частот светового потока, вплоть до инфракрасного. Это означает, в частности, возможность встроить такие элементы в оконные стекла, достигая двойного эффекта с охлаждением помещений и попутной электрогенерацией.

Разработчик данной технологии, Михаэль Гретцель, узнал о своей победе прямо на пресс-конференции во время телефонного звонка, который транслировался на всю аудиторию. Комментируя получение Международной энергетической премии «Глобальная энергия», он сказал: «Спасибо большое за такую радостную новость! Это большая неожиданность для меня, и большая честь, ведь в борьбе за награду участвовало так много ученых со всего мира».

Также в пресс-конференции принял участие официальный представитель ПАО «ФСК ЕЭС» – члена Ассоциации «Глобальная энергия». Во время своего выступления он отметил большое прикладное значение взаимодействия компании с российскими и международными научно-исследовательскими организациями, и экспертным сообществом.

Напомним, торжественное вручение премии «Глобальная энергия» традиционно состоится в рамках Петербургского Международного Экономического форума. Награду вручит президент РФ Владимир Путин или его официальный представитель.

Михаэль Гретцель (Швейцария)

Михаэль Гретцель.

Краткая биография

• Родился 11 мая 1944 года в коммуне Дорфкемниц (Германия).
   
• В 1968 году окончил Свободный университет Берлина, в 1971 году получил степень доктора философии по естествознанию в Берлинском техническом университете.
   
• В 1976 году получил степень доктора наук по физической химии.
   
• С 1977 года по настоящее время работает в Федеральной политехнической школе Лозанны, возглавляя лабораторию фотохимии и устройств сопряжения.
   
• Выступал в качестве постдока, лектора, приглашенного профессора в берлинском Институте ядерных исследований имени Гана и Мейтнера, Свободном университета Берлина, Калифорнийском университете, Нефтегазовом исследовательском фонде университета Нотр-Дам (США) и других образовательных и исследовательских центрах.
   
• В 1991 году в журнале Nature была опубликована его прорывная работа о новом типе солнечных ячеек – фоточувствительных мезопористых оксидных полупроводников с широкой запрещённой зоной, прославивших имя профессора и получивших название ячеек Гретцеля.
   
• Михаэль Гретцель – обладатель 10 почетных докторских степеней в университетах Азии и Европы: Дании, Голландии, Китая, Швеции, Сингапура, и других стран. Он лауреат десятков престижных научно-технологических наград, таких как Гран-при «Технология тысячелетия», медаль Фарадея британского Королевского общества, премии Гутенберга, Альберта Эйнштейна, и другие.
   
• Он является членом Швейцарского химического общества, Общества им. Макса Планка и Германской академии естествоиспытателей, а также почетным членом Израильского химического общества, Болгарской академии наук и британского Королевского химического общества.

Научные достижения

• Михаэль Гретцель – один из разработчиков так называемой ячейки Гретцеля, работающей на принципах фотосинтеза – сходного с биохимическим процесса, с помощью которого растения преобразуют энергию света в карбогидраты. Изобретение, над которым работал ученый с 70-х годов прошлого века, представляет выгодную альтернативу дорогим и сложным технологиям фотогальванических батарей, создаваемых на основе кремния (в частности в последних требуется дорогостоящий кремний высокой степени чистоты очистки). По сравнению с кремниевыми батареями ячейки Гретцеля относительно простые в устройстве и выполнены из недорогих материалов.
   
• В основу первых ячеек Гретцеля положен пористый слой наночастиц оксида титана, покрытых органическим красителем. Электроны с органического красителя, способного эффективно абсорбировать солнечный свет, перетекают на проводящий электрод из диоксида титана, создавая электрический поток.
   
• В производство такие ячейки начали поступать лишь в 2009 году. На первом этапе они обладали низкими показателями эффективности 3-8% и низкой стабильностью из-за наличия нестабильного жидкого электролита и органического красителя в составе ячеек. Исследователи во главе с Гретцелем и других групп более 20 лет работали над тем, чтобы перейти от органического красителя к перовскитным материалам и заменить жидкий электролит твердым органическим полупроводником. Ячейка на базе новых материалов обладала высоким теоретическим потенциалом по эффективности и увлекла исследователей возможностью быстрого повышения КПД устройства. За их работами последовал взрывной рост активности в этой области, и за последние годы удалось пройти путь от эффективности в 9.7% до 22.1%.
   
• Михаэль Гретцель продолжает участвовать в развитии перовскитной фотовольтаики по всему миру, в частности, активно сотрудничает с ним научная группа из Московского государственного университета. Ученому и его коллегам принадлежит несколько рекордов эффективности перовскитных солнечных ячеек.
   
• Сегодня Гретцель остается одним из безусловных лидеров в области перовскитной фотовольтаики. В частности, он работает над созданием топливных элементов на основе ячеек из перовскита и уже добился довольно высокой эффективности фотолиза воды (с получением водорода).
   
• Ученый - автор более 1300 публикаций, двух монографий, обладатель более 50 патентов. Он один из десяти наиболее цитируемых в мире ученых-химиков

Интересные факты

• Батареи на основе ячеек Гретцеля более удобны с потребительской точки зрения, чем кремниевые фотоэлементы – их можно делать гибкими, а также выполнять в различных цветовых решениях. Это удобно для использования и выработки электроэнергии, к примеру, в различных конструктивных элементах зданий. Можно создавать структурно прозрачные ячейки, способные вырабатывать электроэнергию на различных диапазонах частот светового потока, вплоть до инфракрасного. Это означает, в частности, возможность встраивания таких элементов, к примеру, в оконные стекла, достигая двойного эффекта с охлаждением помещений и попутной электрогенерацией.
   
• Несколько компаний уже приступили к массовому производству фотоэлементов на основе обновленных ячеек Гретцеля.

globalenergyprize.org