东方时讯网新加坡南洋理工大学(NTUSingapore)的科学家们设计了一种有效的方法，从过期的太阳能电池板中回收高纯度硅来生产锂离子电池，这有助于满足全球日益增长的电动汽车动力需求。
高纯度硅构成了太阳能电池的大部分，但它们通常在25至30年后的使用寿命结束时被丢弃。将硅与铝、铜、银、铅和塑料等其他太阳能电池组件分离是一项挑战。此外，回收硅存在杂质和缺陷，使其不适合其他硅基技术。
现有的高纯度硅回收方法是能源密集型的，并且涉及剧毒化学品，这使得它们价格昂贵，并限制了它们在回收商中的广泛采用。
南洋理工大学的研究人员通过一种使用磷酸(食品和饮料行业常用的物质)的新提取方法克服了这些挑战。
NTU方法表现出比现有硅回收技术更高的回收率和纯度。该过程也更加高效，仅涉及一种试剂(磷酸)，而传统方法则包含至少两种类型的化学品(高酸性和高碱性)。
该研究的首席研究员、材料科学与工程教务长兼南洋理工大学能源研究所(ERI@N)集群主任NripanMathews副教授表示：“我们的硅回收方法既高效又有效。我们确实不必使用多种化学品，减少了化学废物后处理的时间。同时，我们实现了与能源密集型提取技术生产的纯硅相当的高回收率。”
虽然太阳能可再生能源的使用量在过去几十年中不断攀升，但太阳能电池板30年的有限使用寿命意味着到2050年将有7800万吨太阳能电池板到期。
南洋理工大学的研究团队相信，他们的硅回收方法可以通过保持资源循环来解决日益严重的太阳能电池板废物问题。
该研究发表在《太阳能材料和太阳能电池》杂志上。
推动电动汽车锂离子电池的增长
硅被认为是下一代电动汽车(EV)锂离子电池最有前途的材料之一，因为它能够提供更长的续航里程和更快的充电时间。
随着汽车制造商竞相开发用于先进电动汽车的硅基锂离子电池，南大研究团队相信他们新开发的硅回收方法可以满足对高纯度硅的预期需求。
NTU的方法包括首先将过期的太阳能电池浸泡在热稀释磷酸中30分钟，以去除其表面的金属(铝和银)。使用新鲜磷酸重复该过程，以确保完全去除金属，在另外30分钟结束时得到纯硅晶片。
研究人员使用先进的光谱分析来评估回收晶圆的元素含量，发现他们的样品回收率达到98.9%，纯度为99.2%，与通过现有方法回收的硅结果相当。
当回收的硅被升级为锂离子电池阳极并测试效率时，其性能与商业购买的新硅类似。
该研究的主要作者、南洋理工大学能源研究所研究员SimYing博士表示：“我们升级回收的硅基锂离子电池与新购买的电池之间的性能相当，证明南洋理工大学的方法是可行的。我们预计我们更快、更便宜的硅回收方法将积极推动电动汽车电池的发展。除了电动汽车之外，还有热电设备等潜在应用。”