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变废为宝!报废光伏电池中的硅可被轻松回收 用来生产锂电

小业 体育频道 2023-11-08 06:30:05 5767 0 回收方法纯度磷酸

近期,新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的科学家们发明了一种从报废的太阳能电池板中回收高纯度硅的有效方法,用于生产锂离子电池,这有助于满足全球对电动汽车日益增长的需求。

高纯度硅构成了太阳能电池的大部分,但它们通常在25至30年的使用寿命结束时被丢弃。一直以来,将硅与其他太阳能电池组件(如铝、铜、银、铅和塑料)分离是一项挑战。此外,再生硅有杂质和缺陷,使其不适合其他硅基技术。

此外,现有的回收高纯度硅的方法是能源密集型的,而且涉及剧毒的化学物质,成本高昂,限制了它们在回收商中的广泛采用。

在最新研究中,NTU的研究人员通过一种使用磷酸的新提取方法克服了这些挑战,磷酸是一种食品和饮料工业中常用的物质。最新研究成果已于近期发表在了《太阳能材料与太阳能电池》杂志上。

变废为宝!报废光伏电池中的硅可被轻松回收 用来生产锂电

据悉,NTU方法比现有的硅回收技术具有更高的回收率和纯度。这个过程也更有效率,只需要一种试剂(即磷酸),而传统的方法包括至少两种类型的化学物质(强酸性和高碱性)。

具体而言,他们首先将报废的太阳能电池浸泡在热稀释的磷酸中30分钟,以去除其表面的金属(铝和银)。再重复此过程,使用新鲜磷酸以确保完全去除金属,最终会得到纯硅晶片。

不仅如此,当回收的硅被升级为锂离子电池的阳极并测试其效率时,它的性能与全新硅几乎差不多。

该研究的首席研究员、材料科学与工程教务长兼能源研究所集群主任Nripan Mathews副教授说,“我们的硅回收方法既高效又有效。我们不必使用多种化学品,减少了化学废物后处理所花费的时间。与此同时,我们实现了与能源密集型提取技术相当的高回收率。”

在实验中,研究人员们利用先进的光谱分析来评估回收硅片的元素含量,研究人员发现他们的样品回收率为98.9%,纯度为99.2%,与目前可用方法回收的硅相当。

虽然太阳能可再生能源的使用在过去几十年里不断攀升,但太阳能电池板的有限寿命为30年,这意味着到2050年将有7800万吨太阳能电池板即将报废。

南洋理工大学的研究小组认为,他们的硅回收方法可以通过保持资源循环来潜在地解决日益严重的太阳能电池板浪费问题。

“我们设想,我们更快、更便宜的硅回收方法将对电动汽车电池的发展起到积极的推动作用。除了电动汽车,还有热电设备等潜在应用。”他们补充说。

编辑/范辉

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