近期發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，在太陽能電池板中起著重要作用的硅元素，竟可在鋰電池中發(fā)揮令人意想不到的效果。此前，盡管光伏產(chǎn)業(yè)有著積極陽光的一面，但還是在環(huán)?；厥丈显獾搅舜罅康呐u(píng)。現(xiàn)在，澳大利亞的科學(xué)家們，已經(jīng)想到了如何重新利用最棘手、但又最有價(jià)值的其中一種組件 —— 它就是半導(dǎo)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(tuán)隊(duì)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(yù)測(cè)，到 2050 年的時(shí)候，我們將產(chǎn)生 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(fù)責(zé)將太陽能轉(zhuǎn)換成電子的材料，硅在光伏面板中起著至關(guān)重要的作用，但其價(jià)值可能不止于此。
澳大利亞迪肯大學(xué)（Deakin University）的材料科學(xué)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。
Mokhlesur Rahman 博士在接受 New Atlas采訪時(shí)稱：來自世界各地的一些研究小組，已經(jīng)在主動(dòng)地開發(fā)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(jīng)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(zhuǎn)換為納米硅、并用于電池技術(shù)的后續(xù)應(yīng)用。
有鑒于此，Rahman 及其研究伙伴 Chen Chen 教授，提出了一種利用廢棄硅的電子轉(zhuǎn)移能力、并使之重獲新生的技術(shù)。
本質(zhì)上，這項(xiàng)技術(shù)圍繞與將硅還原為納米級(jí)材料、以適合鋰離子電池應(yīng)用。該過程可讓材料具有不規(guī)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(jù)推測(cè)，所獲得的納米硅材料的尺寸和形狀可能不太均勻，因?yàn)橥ㄟ^各種步驟回收納米硅時(shí)，會(huì)發(fā)生形態(tài)和結(jié)構(gòu)缺陷”。
不過這種類型的納米硅，可以提供比商業(yè)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(nèi)部有更多的自由空間、額外的孔隙度，以促進(jìn)電解質(zhì)的運(yùn)輸。
如此一來，其能夠更好地適應(yīng)鋰離子電池充放電循環(huán)過程中發(fā)生的體積膨脹和收縮。研究人員稱，在相同的空間內(nèi)，其納米硅能夠?qū)崿F(xiàn) 10 倍于普通硅的能量儲(chǔ)存。
依照現(xiàn)階段的理論，這可帶來性能更強(qiáng)的鋰離子電池。不過初步研究表明，回收硅至少具有與商用硅相同的性能，為硅材料提供了一種新的回收再利用途徑。
據(jù)悉，目前硅材料的價(jià)格，每公斤在 4.4 萬澳元（21 萬 RMB）左右，約合 3 萬美元 / 2.2 磅。
