從廢棄太陽能板提取「奈米矽」,材料重回乾淨能源產業鏈

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我們都知道回收太陽能板的重要性,但如果沒有經濟效益,就只是慈善事業也無法產生影響力,現在澳洲科學家運用簡單且不用有毒化學品的方式,從廢棄太陽能板中提取「奈米矽」,材料除了能應用在高性能鋰離子電池,還有碳捕捉、製氫等應用。

2016 年國際再生能源總署預測,預計 2030 年代初期,全球退役太陽能板數量約為安裝數量的 4% 左右,而隨著淨零需求增加,2050 年廢棄太陽能板數量將增加到每年 500 萬噸以上。那麼這些太陽能板該何處去?勢必要讓他們重新回到產業鏈或是找到新的再利用方法。

最近澳洲迪肯大學研究人員提出新想法,首席研究員 Mokhlesur Ra​​hman 表示,太陽能板電池是由高價值矽製造而成,材料若未經淨化就不能重複使用,因為在太陽能板的 25~30 年壽命期間,矽材會受到高度污染。

因此 Ra​​hman 團隊回收的材料,是轉換跑道去電池產業。新工藝可以安全有效、不使用有毒化學用品的前題,從廢棄太陽能電池中提取矽,之後團隊使用特殊的球磨工藝(ball-milling process)將常規尺寸的純化矽縮小到奈米級,其中奈米矽的市場價值為每公斤 45,000 美元,遠高普通矽的每公斤 650 美元的市場價格。

Ra​​hman 表示,新工藝可以在一天內將收集到的矽純度恢復到 99% 以上,而且不需要使用危險化學品,熱化學過程比目前市場上的任何其他技術都更環保、更便宜、更高效。

之後奈米矽能應用在矽電池陽極,可以將鋰離子電池儲電能量提高十倍。Ra​​hman 表示,團隊也使用奈米矽材料來開發低成本電池,有助於提供性能更高、壽命更長、價格合理的電池技術。而奈米矽也能用於開發奈米肥料、碳捕捉以及製氫。研究團隊預計他們的技術可以產生價值 150 億美元的回收材料。

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