Streszczenie:
Popyt na baterie litowo-jonowe stale rośnie ze względu na ich szerokie zastosowanie w urządzeniach elektronicznych, pojazdach elektrycznych i sprzęcie medycznym. Jednak wydobycie materiałów takich jak lit, kobalt i grafit, niezbędnych do produkcji tych baterii, jest ograniczone. W obliczu tej sytuacji naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Technologicznego w Nanyangu w Singapurze opracowali innowacyjną metodę pozyskiwania wysokiej czystości krzemu z wyekspirowanych paneli słonecznych i wykorzystywania go w produkcji baterii litowo-jonowych do samochodów elektrycznych. To zrównoważone podejście pozwala rozwiązać problemy środowiskowe związane z usuwaniem paneli słonecznych i zapewnić ciągłe dostawy wysokiej jakości krzemu.
W ramach tej pracy badawczej wykorzystano kwas fosforowy, substancję powszechnie stosowaną w przemyśle spożywczym i napojowym. Ta nowa metoda pozyskiwania krzemu jest tańsza i unika użycia toksycznych chemikaliów obecnych w tradycyjnych metodach.
Pozyskany krzem został poddany różnym analizom w celu oceny jego zawartości składników pierwiastkowych. Skorzystano z dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), aby zidentyfikować obecne składniki krystaliczne w odzyskanym krzemie, oraz z rentgenowskiej spektroskopii fluorescencyjnej (XRF), aby zmierzyć ilości pozostałych metali. Ponadto, zastosowano skaningową mikroskopię elektronową (SEM) z dyspersyjną spektroskopią rentgenowską energii (EDS), aby scharakteryzować skład pierwiastkowy i uzyskać obrazy wysokiej rozdzielczości odzyskanego krzemu.
Otrzymane wyniki pokazują, że zrecyklowany krzem ma podobną wydajność do komercyjnie dostępnego krzemu stosowanego w bateriach litowo-jonowych. To zrównoważone podejście do produkcji baterii może mieć znaczący wpływ na przemysł, zapewniając ciągłe dostawy wysokiej czystości krzemu, jednocześnie zmniejszając odpady i ślad węglowy paneli słonecznych.
Podsumowując, badanie to podkreśla znaczenie wprowadzania zrównoważonych metod produkcji, aby zaspokoić rosnący popyt na baterie litowo-jonowe, jednocześnie rozwiązując problemy środowiskowe i ograniczenia zasobów.