Các nhà khoa học cho biết họ đã “phát triển một quy trình đưa silicon thu được từ các tế bào đã sử dụng trở về độ tinh khiết hơn 99% trong vòng một ngày”.
Các nghiên cứu chiết xuất silicon
Các nhà khoa học từ Viện Vật liệu tiên tiến (IFM) của Đại học Deakin, Úc đã thử nghiệm thành công một quy trình mới có thể chiết xuất silicon từ các tấm pin mặt trời cũ và chuyển đổi nó thành vật liệu nano có thể được sử dụng để chế tạo pin tốt hơn.
Nano-silicon đã chuyển đổi này sau đó được trộn với than chì để phát triển một loại cực dương pin mới được chứng minh là giúp tăng dung lượng pin lithium-ion lên gấp 10 lần.
Theo nhóm nghiên cứu, hơn 100.000 tấn tấm pin mặt trời đã hết tuổi thọ sẽ đi vào dòng chất thải của Úc vào năm 2035. Vì lý do này, trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Md Mokhlesur Rahman tin rằng điều quan trọng là phải phát triển một chương trình tái chế thành công để chuyển các tấm pin cũ ra khỏi bãi rác và thu hoạch cũng như tái sử dụng các thành phần có giá trị nhất của tấm pin.
Quy trình Deakin
Tiến sĩ Rahman cho biết: “Các tế bào của tấm pin mặt trời được chế tạo bằng silicon có giá trị cao, nhưng vật liệu này không thể được tái sử dụng nếu không được tinh chế, vì nó sẽ bị ô nhiễm nặng trong vòng 25 đến 30 năm của tuổi thọ của tấm pin.
“Chúng tôi đã phát triển một quy trình đưa silicon được thu thập từ các tế bào đã sử dụng trở lại độ tinh khiết cao hơn 99% trong vòng một ngày và không cần đến các hóa chất nguy hiểm. Quá trình nhiệt và hóa học này xanh hơn, rẻ hơn và hiệu quả hơn bất kỳ kỹ thuật nào khác hiện có trên thị trường.”
Sau đó, quy trình Deakin lấy silicon tinh khiết có kích thước thông thường này và giảm kích thước của nó xuống kích thước nano bằng quy trình nghiền bi đặc biệt. Một lần nữa, mà không cần hóa chất độc hại.
Tiến sĩ Rahman cho biết: “Chúng tôi đang sử dụng nano-silicon đó để phát triển các vật liệu pin chi phí thấp sẽ giúp mang lại công nghệ pin hiệu suất cao hơn, bền lâu hơn, giá cả phải chăng, cực kỳ cần thiết để thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng sạch của Úc”.
Giá thị trường hiện tại đối với nano-silicon là khoảng 45.000 USD/kg, so với khoảng 650 USD đối với silicon thông thường, và nó thậm chí còn có nhu cầu cao hơn. Không chỉ cho các vật liệu pin mới mà còn được sử dụng trong việc phát triển phân bón nano, các phương pháp mới cải tiến để thu giữ carbon và tạo ra khí hydro theo yêu cầu.
Bằng cách tái chế các tấm pin mặt trời , nhóm IFM đã tìm ra cách làm cho loại vật liệu cực kỳ đắt tiền này trở nên dễ tiếp cận hơn. Họ ước tính kỹ thuật của họ có thể tạo ra 15 tỷ đô la Mỹ tiền thu hồi vật liệu nếu được ngoại suy cho 78 triệu tấn chất thải của tấm pin mặt trời dự kiến sẽ được tạo ra trên toàn cầu vào năm 2050.
Cho đến nay, công việc đã được hỗ trợ với sự tài trợ từ ARC và Sustainability Victoria, và nhóm hiện đang thảo luận với ngành về các kế hoạch mở rộng quy trình của họ.
