鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2022年06月24日
光伏面板回收再利用 納米硅材料竟可有效提升鋰電池性能
近期發表的一項新研究表明,在太陽能電池板中起著重要用途的硅元素,竟可在鋰電池中發揮令人意想不到的效果。此前,盡管光伏產業有著積極陽光的一面,但還是在環保回收上遭到了大量的批評。現在,澳大利亞的科學家們,已經想到了如何重新利用最棘手、但又最有價值的其中一種組件——它就是半導體硅材料。
某些太陽能電池板組件,比其它部分更易于回收(資料圖,來自:Tesla)
研究團隊稱,一塊太陽能電池板可服役15~25年。盡管其中大部分為玻璃、金屬和塑料,但其中的硅元素卻不那么容易被提取和再利用。
每塊光伏面板使用的硅含量很少,但專家預測,到2050年的時候,我們將出現500萬噸的光伏面板廢料。有鑒于此,追求一種全面的回收策略,就很值得考量了。
作為負責將太陽能轉換成電子的材料,硅在光伏面板中起著至關重要的用途,但其價值可能不止于此。
澳大利亞迪肯大學(DeakinUniversity)的材料科學家表示,他們不僅提出了一種將其提取再利用的方法,還證明了將之作為高能電池陽極的潛力。
MokhlesurRahman博士在接受NewAtlas采訪時稱:來自世界各地的一些研究小組,已經在主動地開發回收工藝,以便從廢棄光伏(PV)面板中回收元素和零部件。
遺憾的是,即使已經回收了諸多元素,但仍未有人研究在將硅元素回收后、將其轉換為納米硅、并用于電池技術的后續應用。
有鑒于此,Rahman及其研究伙伴ChenChen教授,提出了一種利用廢棄硅的電子轉移能力、并使之重獲新生的技術。
本質上,這項技術圍繞和將硅還原為納米級材料、以適合鋰電池應用。該過程可讓材料具有不規則的形狀,但正如Rahman解釋的那樣,這可能是一件好事。
Rahman指出:"據推測,所獲得的納米硅材料的尺寸和形狀可能不太均勻,因為通過各種步驟回收納米硅時,會發生形態和結構缺陷"。
不過這種類型的納米硅,可以供應比商業納米硅更多的好處。形狀和尺寸不均,意味著這些硅納米顆粒內部有更多的自由空間、額外的孔隙度,以促進電解質的運輸。
如此一來,其能夠更好地適應鋰電池充放電循環過程中發生的體積膨脹和收縮。研究人員稱,在相同的空間內,其納米硅能夠實現10倍于普通硅的能量儲存。
依照現階段的理論,這可帶來性能更強的鋰電池。不過初步研究表明,回收硅至少具有和商用硅相同的性能,為硅材料供應了一種新的回收再利用途徑。
據悉,目前硅材料的價格,每公斤在4.4萬澳元(21萬RMB)左右,約合3萬美元/2.2磅。










