Переработка в аккумуляторы избавит от отходов солнечных батарей
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.
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).
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.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета создали программный комплекс, который анализирует учебные планы вузов быстрее секунды и находит в них слабые места. Большинство учебных планов содержат скрытые противоречия, дублирования и неочевидные перекосы в подготовке специалистов. Это важно, потому что от качества учебного плана напрямую зависит, какие реальные навыки получат студенты и насколько они будут востребованы работодателями.
Пяти постов на одну тему достаточно, чтобы сформировать мнение. Новое исследование показало, что убеждения в соцсетях фиксируются быстрее, чем включается критическое мышление.
Наскальное искусство палеолита — большая редкость для Британии, а рисунки в пещере Бейкон-Хоул, открытые в 1912 году, почти 100 лет считались природным явлением. Международная группа исследователей не только повторно обнаружила эту панель, но и с помощью химического анализа пигмента доказала ее антропогенное происхождение и возраст около 17 тысяч лет, вернув находке статус одного из древнейших памятников символической деятельности человека на Британских островах.
Исследователи опросили более 60 тысяч испытуемых из разных стран и выяснили: чем больше человек зациклен на себе, тем холоднее он к своему партнеру. Правда, снижение накала страстей не всегда плохо, у этого есть и положительные стороны.
Около четырех миллиардов лет назад Солнечная система пребывала в хаосе: гигантские планеты сближались, меняли орбиты и выбрасывали своих соседей в межзвездное пространство. Хотя шансы на «выживание» лун Юпитера и Урана в этот период были крайне малы, астрономы показали, что их судьба может хранить следы древней катастрофы с участием «потерянной» планеты.
Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии