近期，新加坡南洋理工大學(xué)（NTU Singapore）的科學(xué)家們發(fā)明了一種從報(bào)廢的太陽(yáng)能電池板中回收高純度硅的有效方法，用于生產(chǎn)鋰離子電池，這有助于滿足全球?qū)﹄妱?dòng)汽車日益增長(zhǎng)的需求。

高純度硅構(gòu)成了太陽(yáng)能電池的大部分，但它們通常在25至30年的使用壽命結(jié)束時(shí)被丟棄。一直以來(lái)，將硅與其他太陽(yáng)能電池組件（如鋁、銅、銀、鉛和塑料）分離是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。此外，再生硅有雜質(zhì)和缺陷，使其不適合其他硅基技術(shù)。

此外，現(xiàn)有的回收高純度硅的方法是能源密集型的，而且涉及劇毒的化學(xué)物質(zhì)，成本高昂，限制了它們?cè)诨厥丈讨械膹V泛采用。

(相關(guān)資料圖)

在最新研究中，NTU的研究人員通過(guò)一種使用磷酸的新提取方法克服了這些挑戰(zhàn)，磷酸是一種食品和飲料工業(yè)中常用的物質(zhì)。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《太陽(yáng)能材料與太陽(yáng)能電池》雜志上。

據(jù)悉，NTU方法比現(xiàn)有的硅回收技術(shù)具有更高的回收率和純度。這個(gè)過(guò)程也更有效率，只需要一種試劑（即磷酸），而傳統(tǒng)的方法包括至少兩種類型的化學(xué)物質(zhì)（強(qiáng)酸性和高堿性）。

具體而言，他們首先將報(bào)廢的太陽(yáng)能電池浸泡在熱稀釋的磷酸中30分鐘，以去除其表面的金屬（鋁和銀）。再重復(fù)此過(guò)程，使用新鮮磷酸以確保完全去除金屬，最終會(huì)得到純硅晶片。

不僅如此，當(dāng)回收的硅被升級(jí)為鋰離子電池的陽(yáng)極并測(cè)試其效率時(shí)，它的性能與全新硅幾乎差不多。

該研究的首席研究員、材料科學(xué)與工程教務(wù)長(zhǎng)兼能源研究所集群主任Nripan Mathews副教授說(shuō)，“我們的硅回收方法既高效又有效。我們不必使用多種化學(xué)品，減少了化學(xué)廢物后處理所花費(fèi)的時(shí)間。與此同時(shí)，我們實(shí)現(xiàn)了與能源密集型提取技術(shù)相當(dāng)?shù)母呋厥章?。?/p>

在實(shí)驗(yàn)中，研究人員們利用先進(jìn)的光譜分析來(lái)評(píng)估回收硅片的元素含量，研究人員發(fā)現(xiàn)他們的樣品回收率為98.9%，純度為99.2%，與目前可用方法回收的硅相當(dāng)。

雖然太陽(yáng)能可再生能源的使用在過(guò)去幾十年里不斷攀升，但太陽(yáng)能電池板的有限壽命為30年，這意味著到2050年將有7800萬(wàn)噸太陽(yáng)能電池板即將報(bào)廢。

南洋理工大學(xué)的研究小組認(rèn)為，他們的硅回收方法可以通過(guò)保持資源循環(huán)來(lái)潛在地解決日益嚴(yán)重的太陽(yáng)能電池板浪費(fèi)問(wèn)題。

“我們?cè)O(shè)想，我們更快、更便宜的硅回收方法將對(duì)電動(dòng)汽車電池的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。除了電動(dòng)汽車，還有熱電設(shè)備等潛在應(yīng)用。”他們補(bǔ)充說(shuō)。

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