近期,澳大利亞迪肯大學(Deakin University)前沿材料研究所(IFM)的科學家們開發(fā)出了一種可持續(xù)方法,可以從太陽能電池板廢料中提取硅,并將其重新配置為納米硅,然后用于制造鋰離子電池的高能陽極。
硅在太陽能電池板電池中所占比例相對較小,到目前為止,在不使用鹽酸和硝酸等危險化學物質的情況下,提取硅并將其還原為納米顆粒是非常困難的。
迪肯大學材料科學家Mokhlesur Rahman表示,他們已經開發(fā)了一種從太陽能廢料中提取硅的熱化學工藝,這種工藝廉價、有效且對環(huán)境安全。
據悉,該工藝能將純化的硅通過球磨工藝將其尺寸減小到納米級。同樣,不需要有毒化學物質。然后將納米硅與石墨混合,制成電池陽極,研究人員表示,這種陽極已被證明可以將鋰離子電池的容量提高10倍。
Rahman說,“我們正在使用這種納米硅來開發(fā)低成本的電池材料,這將有助于提供性能更高、續(xù)航時間更長、價格合理的電池技術,這是推動澳大利亞清潔能源轉型所急需的。”
科學家們表示,他們自2019年以來一直在研究這一過程,并多次測試和審查,以證明它是可行的,并可擴大用于商業(yè)用途,這是重新利用廢棄太陽能電池的關鍵,并將防止高價值廢物進入垃圾填埋場。
Rahman說,“太陽能電池板是用高價值的硅制造的,但這種材料在沒有凈化的情況下不能重復使用,因為在電池板使用的25到30年的時間里,它會被嚴重污染。”
“我們開發(fā)了一種工藝,可以在一天內將從舊電池中收集的硅恢復到99%以上的純度,而且不需要危險的化學物質。”他補充說。
研究人員進一步解釋稱,這個過程比目前市場上的任何其他技術都更環(huán)保、更便宜、更高效,這是一個突破,可以使回收太陽能電池板在經濟上更加可行。這一過程包括凈化、納米硅生產和集成到新電池技術中,這是解決太陽能電池板廢物問題的巨大飛躍。
“從報廢的太陽能電池板中回收的硅可以成為一個巨大的、可持續(xù)的納米硅來源,以滿足未來對原始電池材料的需求。為未來的家庭、交通和社區(qū)提供電力。”他們補充道。