Утилизация использованных солнечных панелей растет с каждым днем во всем мире, что обуславливает необходимость эффективного метода их переработки для снижения загрязнения окружающей среды. Средний срок службы солнечной панели составляет около 25-30 лет. Сегодня во всем мире около 60 миллионов тонн солнечных батарей, отслуживших свой срок, превратились в отходы.
Индийские ученые, работающие в KPR Institute of Engineering and Technology, штат Тамилнад, разработали способ эффективного восстановления чистого кремния и других материалов, таких как алюминий, серебро и свинец, из утилизированных солнечных панелей с помощью химической обработки.
Ранее чистый кремний восстанавливался путем обработки фотоэлементов плавиковой кислотой или смесью плавиковой кислоты и других химических веществ. Ученые KPR отказались от использования плавиковой кислоты в своей работе, так как она очень токсична и вызывает коррозию. Вместо этого они восстановили чистый кремний (99,9984%) путем последовательной обработки фотоэлементов тремя различными химическими веществами. Алюминий, серебро и свинец были извлечены в виде гидроксида алюминия, хлорида серебра и оксида свинца, соответственно.
В ходе исследования ученые обработали фотоэлементы определенными химическими веществами и обнаружили, что слой алюминия удаляется с помощью концентрированного раствора гидроксида натрия. Водород, образовавшийся в ходе реакции, собирался в камере, чтобы впоследствии использоваться в качестве топлива. Гидроксид алюминия из раствора гидроксида натрия был отделен путем фильтрации. Аналогично, серебро и свинец были удалены путем обработки солнечной панели азотной кислотой. Выделившийся диоксид азота был собран для последующего использования в производстве азотной кислоты.
Далее, чтобы отделить нитрат серебра, раствор обрабатывали соляной кислотой, в результате чего образовывался хлорид серебра. Осажденный хлорид серебра затем отфильтровали. Для отделения соединения свинца от раствора его обрабатывали гидроксидом натрия. Затем оксид свинца был преобразован в гидроксид свинца, а осажденный гидроксид свинца был отфильтрован.
Антиотражающее покрытие (синего цвета) и p-n-переход были единственными примесями в процессе, которые были удалены с помощью концентрированной фосфорной кислоты. В результате такой длительной обработки фотоэлемента был получен чистый кремний (99,9984%).
По расчетам ученых, стоимость переработки 1 кг фотоэлементов составила 68,9 долларов США. В результате общая прибыль после переработки 1 кг фотоэлементов составила около 185 долларов США.
Переработка солнечных панелей в последнее время привлекает все больше внимания в связи с активизацией усилий по борьбе с загрязнением климата. Например, в рамках Национальной недели переработки отходов Региональный совет Даббо (DRC), район местного самоуправления, расположенный в Новом Южном Уэльсе, Австралия, принял участие в первом в своем роде пробном проекте по переработке бывших в употреблении (исправных) солнечных панелей, надеясь, что в один прекрасный день жители смогут повторно использовать солнечные панели в своих домах или на предприятиях.
Источник: https://www.saurenergy.com/solar-energy-news/indian-scientists-recover-pure-silicon-from-obsolete-solar-cells