Фахівці Технологічного інституту Циньдао розробили метод переробки відпрацьованих сонячних панелей, щоб використовувати кремній для виготовлення літій-іонних батарей з підвищеною щільністю енергії.
Альтернативна енергетика стикається з викликом утилізації значної кількості відходів, що накопичилися внаслідок широкого використання сонячних батарей протягом останніх десятиліть. Хоча мідь і срібло з відпрацьованих фотоелементів легко можна використати повторно, більш доступний кремній залишався проблемою. Дослідники з Інституту біоенергетичних технологій і біопроцесів запропонували екологічно чисте та економічне рішення: використання цього кремнію у літій-іонних батареях.
Традиційно аноди у літій-іонних батареях виготовляють із графіту, проте дослідження показують, що кремнієві аноди можуть забезпечити вищу щільність енергії. Проблемою кремнієвих анодів є те, що вони значно змінюються в об’ємі під час циклів заряджання-розряджання, що призводить до тріщин і зниження продуктивності.
Команда вчених розробила аноди з частинками кремнію мікрометрового розміру, які вигідніше отримувати з відпрацьованих сонячних елементів. Випробування показали, що такі батареї зберігають ефективність 99,94% навіть після 200 циклів повної розрядки, що є значним досягненням.
Ключ до ефективності кремнієвих анодів полягає у спеціальній формулі електроліту з гекафторфосфату літію, розчиненого в диметоксіетані. Ця суміш допомагає створити інтерфазу твердого електроліту, яка утримує частинки кремнію, навіть якщо вони тріскаються, підтримуючи іонну провідність і запобігаючи шкідливим реакціям.
Під час випробувань пакетні комірки з новим електролітом продемонстрували високу щільність енергії: 340,7 В*год/кг після 80 циклів, що є високим показником для літій-іонних батарей.