• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.09.2023
Юлия Трепалина
2
3 769

Переработка в аккумуляторы избавит от отходов солнечных батарей

5.8

Солнечная энергетика набирает темпы во всем мире, но ограниченный срок службы солнечных панелей (иногда по 25-30 лет) грозит серьезными проблемами. По прогнозам, к 2050 году до 78 миллионов тонн солнечных панелей выйдут из эксплуатации — притом что они сделаны из практически неразлагающихся материалов. Исследователи из Сингапура предложили выход — новый способ переработки отслуживших панелей, который позволит закольцевать их жизненный цикл и направить на производство другой важной продукции.

© Wikimedia Commons / Автор: Regulus Tremerus

В основе большинства выпускаемых солнечных панелей — высокочистый кремний. Но отделить его от других компонентов, таких как алюминий, медь, серебро, свинец и пластик, довольно сложно. К тому же полученный после подобной переработки кремний часто содержит примеси и дефекты, что делает его непригодным для использования в другой кремнесодержащей продукции.

Современные методы извлечения высокочистого кремния энергозатратны и связаны с ядовитыми химикатами. Поэтому такая переработка обходится дорого и не слишком распространена. Группа ученых из Наньянского технологического университета разработала более эффективный способ с использованием ортофосфорной кислоты (H3PO4), которую применяют в пищевой промышленности и производстве напитков.

«‎Наш подход к восстановлению кремния одновременно эффективен и результативен. Мы не используем несколько реагентов, что сокращает последующий процесс очистки химических отходов. В то же время мы добились высокой степени извлечения чистого кремния — сопоставимой с той, что достигается с помощью энергоемких методов экстракции», — заявил ведущий автор исследования Нрипан Мэтьюз (Nripan Mathews).

Новый метод переработки солнечных панелей от сингапурских ученых / © Nripan Mathews et al.

Чтобы удалить металлы (алюминий и серебро) с поверхности отработавших солнечных элементов, новая методика предполагает обработку панелей горячим раствором ортофосфорной кислоты (H3PO4) в течение 30 минут. Для полного удаления металлов процесс повторяется с использованием свежей ортофосфорной кислоты. В результате на выходе получаются высокочистые кремниевые пластины.

Оценка образцов с помощью рентгенофлуоресцентного анализа и оптико-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой показала, что они имеют впечатляющую степень восстановления 98,9% и чистоту 99,2%. Это сопоставимо с показателями восстановленного кремния, полученного применяемыми сегодня методами.

Кремний с этими характеристиками можно пустить на производство анодов для литийионных аккумуляторов. Когда ученые протестировали изготовленные таким способом батареи, их эффективность оказалась на том же уровне, как если бы аноды изготовили из купленного, а не восстановленного кремния.

По мнению исследователей, этот более дешевый и быстрый метод восстановления кремния послужит импульсом для дальнейшей разработки аккумуляторов для электромобилей. Поэтому они уже планируют коммерческое использование технологии, подыскивая для этого промышленных партнеров.

Проблема отработанных солнечных батарей существует из-за того, что при обычной эксплуатации они теряют мощность примерно на 1% в год. И хотя за 25-30 лет их выработка падает даже не наполовину, с коммерческой точки зрения выгоднее заменить фотоэлементы на новые и снова вернуть выработку на максимум.

Однако старые фотоэлементы состоят из стекла, алюминия, серебра и кремния — ничего из этого само по себе активно не корродирует. Перерабатывать их можно, но при сегодняшней дороговизне энергии в странах, где особенно высока доля солнечной генерации, цена таких материалов выходит выше, чем у полученных не с помощью переработки. Изобретение сингапурских ученых может, наконец, изменить это положение вещей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

Позавчера, 18:45
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

9 часов назад
Александр Березин

Глава подразделения NASA по системам исследования Луны объяснила ранее неизвестное публике условие для высадки людей на спутнике Земли в сентябре 2026 года. Скептики оценили это заявление как стремление Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США переложить ответственность за срыв сроков лунной высадки на кого-то еще.

Позавчера, 18:45
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

Вчера, 14:04
Андрей

Китайские палеонтологи обнаружили образцы самых больших моллюсков, живших после Великого вымирания. Их гигантский размер говорит о том, что брюхоногие интенсивнее и быстрее восстановились в росте после массовой гибели. До этого подобные свидетельства находили в ладинском ярусе, а сейчас в анизийском.

8 июня
Михаил Орлов

Переселение позвоночных из воды в наземно-воздушную среду жизни стало поворотным моментом в истории биосферы. Однако этот эволюционный скачок имел и серьезные побочные эффекты: он привел к потере способности восстанавливать потерянные части тела рептилиями, птицами и млекопитающими. В новой статье биологи рассмотрели генетические и эволюционные аспекты освоения суши и выяснили, что резкое ослабление регенерации стало своеобразной «расплатой» за адаптации животных к другой среде.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

John Smith
11.09.2023
-
0
+
Будут солнечные батареи экологичными, утилизируемыми, эффективными или не будут, это не важно. Нужно запретить установку солнечных батарей везде где могут расти деревья. И вообще, они в космосе только хорошо смотрятся.
какой то наукоподобный текст по эксплуатации ангометра🤕
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: