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變廢為寶!報廢光伏電池中的硅可被輕松回收用來生產(chǎn)鋰電

2023-09-08 20:21:52來源： KE科日光伏網(wǎng)

近期，新加坡南洋理工大學(xué)（NTU Singapore）的科學(xué)家們發(fā)明了一種從報廢的太陽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)﹄妱悠嚾找嬖鲩L的需求。

高純度硅構(gòu)成了太陽能電池的大部分，但它們通常在25至30年的使用壽命結(jié)束時被丟棄。一直以來，將硅與其他太陽能電池組件（如鋁、銅、銀、鉛和塑料）分離是一項挑戰(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，限制了它們在回收商中的廣泛采用。

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在最新研究中，NTU的研究人員通過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《太陽能材料與太陽能電池》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。這個過程也更有效率，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)（強酸性和高堿性）。

具體而言，他們首先將報廢的太陽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)此過程，使用新鮮磷酸以確保完全去除金屬，最終會得到純硅晶片。

不僅如此，當(dāng)回收的硅被升級為鋰離子電池的陽極并測試其效率時，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)長兼能源研究所集群主任Nripan Mathews副教授說，“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)廢物后處理所花費的時間。與此同時，我們實現(xiàn)了與能源密集型提取技術(shù)相當(dāng)?shù)母呋厥章??！?/p>

在實驗中，研究人員們利用先進(jìn)的光譜分析來評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)。

雖然太陽能可再生能源的使用在過去幾十年里不斷攀升，但太陽能電池板的有限壽命為30年，這意味著到2050年將有7800萬噸太陽能電池板即將報廢。

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保持資源循環(huán)來潛在地解決日益嚴(yán)重的太陽能電池板浪費問題。

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

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