Исследователи разработали энергоэффективный метод восстановления кремния из вышедших из строя солнечных батарей.
Инженеры из Наньянского технологического университета в Сингапуре разработали дешевую технологию выделения кремния высокой чистоты из солнечных панелей. Из готового материала разработали анод для литий-ионных батарей. Технология поможет удовлетворить спрос растущего рынка электромобилей на аккумуляторы.
Исследователи применили для переработки солнечных панелей фосфорную кислоту — вещество, используемое в пищевой промышленности и производстве напитков. Использованные батареи замачивают в горячей разбавленной фосфорной кислоте на 30 минут для удаления металлов (алюминия и серебра) с поверхностей. После двукратного замачивания получается пластина из кремния высокой частоты.
Восстановление кремния из солнечных панелей с помощью фосфорной кислоты
Качество материала в восстановленной пластине инженеры протестировали с помощью расширенного спектроскопического анализа. Исследование показало, что материал достиг степени восстановления 98,9% при чистоте 99,2% — результаты, сравнимые с кремнием, восстановленным с помощью классических методов.
Тестирование восстановленного материала для создания анодов для литий-ионных батарей показало, что он не уступает кремнию высокой частоты, полученному в традиционном производстве. Батареи сохраняли высокую удельную емкость даже после 500 циклов зарядки.
Кремний составляет большую часть солнечных элементов, но батареи обычно выбрасывают по окончании срока службы, через 25–30 лет. Отделить этот материал от других компонентов панелей, таких как алюминий, медь, серебро, свинец и пластик, сложно. Кроме того, переработанный из солнечных батарей кремний содержит примеси, что делает его непригодным для других технологий.
Традиционный метод восстановления кремния высокой частоты из солнечных панелей требует больших затрат электроэнергии. При восстановлении используют высокотоксичные химикаты двух типов: высококислотные и сильнощелочные. Альтернативная «очистка» с помощью фосфорной кислоты, не требует больших затрат энергии и расширит переработку солнечных панелей, отмечают авторы.
Кремний считается многообещающим материалом для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения для электромобилей. Батареи с кремниевыми анодами увеличивают запас хода и сокращают время зарядки. Инженеры полагают, что предложенный метод поможет удовлетворить запрос автопроизводителей на сырье для таких аккумуляторов.
Читать далее:
Найдено «ископаемое» Большого взрыва: астрономы открыли «пузырь» шириной млрд световых лет
Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день
Прожорливая черная дыра съедает три Земли, когда мимо нее пролетает звезда
На обложке: солнечная панель и выделенный кремний высокой частоты. Изображение: NTU Singapore