پنل های خورشیدی مستعمل به نانوذراتی با کاربرد صنعتی تبدیل می شوند
گروه هوش مصنوعی: به گزارش گروه هوش مصنوعی، پودر سیلیکون بازیافت شده از پنل های خورشیدی مستعمل، جهت استفاده در پوشش های ضدخوردگی به کار گرفته می شود. بررسی های نشان داده است که این نانوذرات عملکرد ضدخوردگی بالایی در صنعت دارند.
به گزارش گروه هوش مصنوعی به نقل از ایسنا، محققان در هند نوعی فرایند شیمیایی مرطوب را برای بازیافت سیلیکون با خلوص بالا از پنل های خورشیدی که به انتهای عمر خود رسیده اند، عرضه کرده اند. این سیلیکون بازیافتی برای تولید نانوذرات سیلیس استفاده شد و آزمایش ها نشان داد که این نانوذرات در پوشش های ضدخوردگی کارآمدی حفاظتی ۹۹.۵٪ دارند. این میزان کارآمدی نشان میدهد که این پوشش ها، ۲۰۰ برابر نرخ خوردگی کمتری در مقایسه با سطوح فاقد پوشش دارند.
فرآیند بازیافت و تولید نانوذرات
محققان با بهره گیری از یک فرایند شیمیایی مرطوب، سیلیکون را از پنل های خورشیدی جدا کردند. این فرایند بر روی پنل های نوع Al-BSF (با لایه آلومینیومی در پشت) متمرکز بود، چونکه بیشتر پنل های خورشیدی فعلی از این نوع هستند.
پاروین ساینی، نویسنده مسئول این پژوهش، اظهار داشت: «ما راهبردی کارآمد، سازگار با محیط زیست، پایدار و مبتنی بر اقتصاد چرخشی برای مدیریت زباله پنل های خورشیدی عرضه کرده ایم. بازیافت سلول های سیلیکونی که مابین لایه های پلیمری اتیل وینیل استات (EVA) محصور شده اند، بدون سوزاندن EVA چالش برانگیز بود.»
این تیم تحقیقاتی از حلال هایی برای حذف EVA استفاده کردند و سپس سلول های بازیافتی را در معرض فرآیندهای شیمیایی متوالی قرار دادند تا لایه های مختلف مانند اتصالات از جنس نقره، پوشش های ضد بازتاب و لایه آلومینیومی پشتی را حذف نمایند. این فرایند منجر به جداسازی مواد مختلف مانند سلول های سیلیکونی، شیشه محافظ، سیم های اتصال و لایه های پلیمری شد و در نهایت ویفر سیلیکونی با خلوص بیشتر از ۹۹.۹٪ به دست آمد.
تولید نانوذرات سیلیس عملکردی شده
با توجه به این که سیلیکون بازیافتی برای تولید سلول های خورشیدی قابل استفاده نبود، این تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت از آن برای تولید نانوذرات سیلیس استفاده نماید. پودر سیلیکون خردشده بعنوان پیش ساز برای سنتز نانوذرات سیلیس استفاده شد و در یک فرایند سه مرحله ای به نانوذرات سیلیس (SNP) و نانوذرات سیلیس آب گریز (HSNP) تبدیل شد.
کارایی پوشش های ضدخوردگی
نانوذرات سیلیس آب گریز در پوشش های ضدخوردگی مورد آزمایش قرار گرفتند و عملکرد آنها به صورت قابل توجهی بهتر از پوشش های معمولی بر پایه پلیمر و پوشش های حاوی نانوذرات سیلیس بدون پوشش بود. کارآمدی مهار خوردگی ۹۹.۵٪ بود و نرخ خوردگی حدود ۲۰۰ برابر کمتر از پوشش های حاوی نانوذرات سیلیس بدون پوشش گزارش شد. این عملکرد به سبب توانایی نانوذرات در کاهش جذب آب و جلوگیری مؤثر از رسیدن عوامل خورنده به سطح زیرین بود.
نتایج این پژوهش در چارچوب مقاله ای با عنوان “A facile waste-to-wealth approach for synthesis of functionalized silica nanoparticles from end-of-life solar panel waste for technological applications” در مجله Resources، Conservation and Recycling انتشار یافته است.
فرایند بازیافت نانوذرات سیلیس آب گریز توجه صنایع در رابطه با خوردگی و پوشش های تخصصی را به خود جلب کرده است. ساینی اظهار داشت: «افرادی از صنایع خوردگی و پوشش های تخصصی مشتاق بازیافت و استفاده مجدد از این نانوذرات هستند.»
این تیم تحقیقاتی می خواهد این فرایند را با کاهش مراحل یا بازطراحی آن، برای تطبیق بهتر با زنجیره های ارزش موجود و کاربردهای هدف، مقیاس پذیر کند. همینطور تلاش هایی برای تبدیل این نانوذرات به محصولات نهائی صنعتی در حال انجام می باشد.
این پژوهش توسط محققانی از آکادمی تحقیقات علمی و نوآوری (AcSIR)، لابراتوار فیزیک ملی CSIR و دانشگاه دهلی انجام شده است.
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب