Аккумуляторы нового поколения из лома солнечных батарей

 

Солнечная энергетика – это, безусловно, хорошая вещь для экологии планеты, но это не означает, что солнечные элементы не нуждаются в утилизации. Некоторые компоненты солнечных панелей легче утилизируются, чем другие. Ученые из Австралии придумали, как использовать один из самых важных и ценных компонентов: полупроводник кремний.

Солнечная батарея может прослужить от 15 до 25 лет. Согласно новому исследованию, большинство компонентов солнечных батарей – стекло, металл, пластик, кремний не так просто извлечь и повторно использовать. Количество кремния, используемого для каждой панели, невелико, но эксперты прогнозируют, что к 2050 году мы произведем пять миллионов тонн отходов солнечных панелей, поэтому очень важно найти правильную стратегию переработки.

Как материал, отвечающий за превращение солнечной энергии в электроны, кремний играет важную роль в солнечной панели, и его значение на этом может не закончиться. Ученые-материаловеды из австралийского Университета Дикина (Deakin University) говорят, что они нашли способ не просто извлечь его для повторного использования, но также продемонстрировали его потенциал в качестве анода для высокоэнергетического аккумулятора.

«Различные исследовательские группы по всему миру работали над возможностью извлечения элементов и деталей из старых фотоэлектрических панелей путем разработки процессов переработки», – объясняет член команды доктор Мохлесур Рахман. «Несмотря на то, что многие элементы извлекаются, никакие исследования или промышленные работы не проводятся для извлечения кремния из отработанных фотоэлементов и преобразования его в нанокремний для последующего применения в аккумуляторных технологиях».

Рахман и его коллега по исследованию профессор Ин Чен придумали технику, которая использует возможности электронного смещения отработанного кремния и дает ему новую жизнь. По сути, технология ученых вращается вокруг превращения кремния в наноразмерный материал для литий-ионных батарей. Похоже, этот процесс придает материалу неправильную форму, но, как объясняет Рахман, это действительно дает результат.

«Предполагается, что полученный нанокремний может быть неоднородным по размеру и форме из-за морфологических и структурных дефектов, которые возникают на разных этапах его восстановления», – говорит он. «Этот тип нанокремния может обеспечить дополнительное преимущество по сравнению с коммерческим нанокремнием. Поскольку наночастицы кремния с неоднородной формой и размером означают больше свободного пространства внутри с дополнительной пористостью для облегчения транспортировки электролита, это может улучшить использование объема батареи».

Исследователи говорят, что их наноразмерный кремний способен сохранять в 10 раз большую энергию примерно в том же пространстве, что и обычный кремний, и данном этапе теоретически возможно, что это приведет к повышению эффективности батарей. Их предварительные исследования, показывают, что переработанный кремний, функционирует так же, как и коммерческий кремний. В любом случае он может стать новым источником материала для производителей батарей, который в настоящее время стоит около 30 000 долларов за 1 кг.

«Это святой Грааль перерапотки – брать продукт, который был бесполезным, перерабатывать его и в процессе получать еще более ценное сырье», – говорит Чен.

 

https://econet.ru/articles/akkumulyatory-novogo-pokoleniya-iz-loma-solnechnyh-batarey