Ученые в Сингапуре разработали однореагентный метод извлечения кремния из фотоэлектрических панелей, который, как сообщается, обеспечивает более высокие показатели восстановления по сравнению с методами с 2 реагентами. Переработанный кремний был эффективно повторно использован в анодах, предназначенных для использования в литий-ионных батареях.
Группа ученых во главе с Наньяньским технологическим университетом (NTU) в Сингапуре разработала процесс переработки кремния из отработавших фотоэлектрических панелей, который, как сообщается, обеспечивает восстановление до 98,9%.
«Подход NTU продемонстрировал более высокий уровень восстановления и чистоту, чем нынешние технологии восстановления кремния», — сказал ведущий автор исследования, Джунн Ло, журналу PV magazine. «Мы использовали восстановленный кремний в аноде литий-ионных аккумуляторов и протестировали его на эффективность. Результаты показали, что он работал аналогично новому, коммерчески купленному кремнию».
В статье «Упрощенное восстановление кремния из фотоэлектрических отходов обеспечивает высокую производительность, устойчивые литий-ионные батареи«, опубликованной в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells, исследовательская группа объяснила, что обычные методы переработки кремния из фотоэлектрических панелей используют два реагента — азотную кислоту (HNO3) и гидроксид калия (KOH) — для отделения металлов от кремниевых элементов.
Несмотря на их эффективность и доступность, эти два реагента генерируют как кислотные, так и щелочные растворы после обработки, которые необходимо обрабатывать отдельно и требуют последующей обработки для удаления антибликового покрытия (ARC) из восстановленного кремния. «Кроме того, использование KOH в методе с двойным реагентом оказывает пагубное влияние на эффективность восстановления и чистоту восстановленного кремния», — заявили исследователи.
Для своего нового процесса ученые использовали только один реагент — фосфорную кислоту (H3PO4) — что, по их словам, устраняет необходимость во всех вышеупомянутых постобработках. Кроме того, этот реагент также всегда используется в пасте, используемой для удаления ARC, и, ориентируясь непосредственно на слой ARC, может отделить серебро (Ag) и алюминий (Al) от поверхности пластины.
Ученые заявили, что предлагаемый метод способен эффективно выщелочить Al и отсоединить электроды Ag от солнечных элементов, а также способен удалить ARC с минимальным образованием осадка во время обработки. «Использие H3PO4 не приводит к растворению Si, как в методах с двойным реагентом», — объяснили они, отметив, что их технология достигла скорости восстановления 98,9% с чистотой 99,2%.
Исследовательская группа использовала переработанный кремний в литий-ионном аккумуляторном аноде и обнаружила, что он работает аналогично новому, коммерчески купленному кремнию. «Долговременный цикл восстановленного кремния смог сохранить 62,3% от своей первоначальной удельной емкости (1086,6 мАч г 1) после 500 циклов при сохранении высокой кулоновой эффективности более 99%», — добавил он, ссылаясь на производительность протестированной системы хранения.
«Мы предполагаем, что наш более быстрый и дешевый метод восстановления кремния станет положительным стимулом для разработки аккумуляторов EV. Помимо электромобилей, есть и потенциальные области применения, такие как термоэлектрические устройства».
Прочитано 660 раз(а)
0 комментариев