Дослідники розробили енергоефективний метод відновлення кремнію з сонячних батарей, які вийшли з ладу.
Інженери з Наньянського технологічного університету в Сінгапурі розробили дешеву технологію виділення кремнію високої чистоти з сонячних панелей. З готового матеріалу розробили анод для літій-іонних батарей. Технологія допоможе задовольнити попит зростаючого ринку електромобілів на акумулятори.
Дослідники застосували для переробки сонячних панелей фосфорну кислоту — речовину, що використовується в харчовій промисловості і виробництві напоїв. Використані батареї замочують в гарячій розведеній фосфорній кислоті на 30 хвилин для видалення металів (алюмінію і срібла) з поверхонь. Після дворазового замочування виходить пластина з кремнію високої частоти.
Відновлення кремнію з сонячних панелей за допомогою фосфорної кислоти
Якість матеріалу в відновленій пластині інженери протестували за допомогою розширеного спектроскопічного аналізу. Дослідження показало, що матеріал досяг ступеня відновлення 98,9% при чистоті 99,2% — результати, які можна порівняти з кремнієм, відновленим за допомогою класичних методів.
Тестування відновленого матеріалу для створення анодів для літій-іонних батарей показало, що він не поступається кремнію високої частоти, отриманого в традиційному виробництві. Батареї зберігали високу питому ємність навіть після 500 циклів зарядки.
- Toyota і Shell роблять ставку на водневе паливо
- Пластикове сміття переробили в «безкоштовне» паливо і графен
- «Розумна» маска iDerma допоможе в боротьбі зі старінням (відео)
Кремній становить більшу частину сонячних елементів, але батареї зазвичай викидають після закінчення терміну служби, через 25 – 30 років. Відокремити цей матеріал від інших компонентів панелей, таких як алюміній, мідь, срібло, свинець і пластик, складно. Крім того, перероблений з сонячних батарей кремній містить домішки, що робить його непридатним для інших технологій.
Традиційний метод відновлення кремнію високої частоти з сонячних панелей вимагає великих витрат електроенергії. Крім того, при відновленні використовують високотоксичні хімікати двох типів: висококислотні і сильнолужні. Альтернативна «очищення» за допомогою фосфорної кислоти, не вимагає великих витрат енергії і розширить перероблення сонячних панелей, відзначають автори.
Кремній вважається багатообіцяючим матеріалом для літій-іонних акумуляторів наступного покоління для електромобілів. Батареї з кремнієвими анодами збільшують запас ходу і скорочують час зарядки. Інженери вважають, що запропонований метод допоможе задовольнити запит автовиробників на сировину для таких акумуляторів.