Vědci přeměnili staré solární panely na materiál sbírající teplo

Může nás to zachránit před nadbytkem solárního elektronického odpadu? Solární panely jsou složité technologie, které se na konci své životnosti rozloží na velké, objemné kusy elektronického odpadu. Vědci ale možná našli řešení, píše Interesting Engineering.

Solární panely mají omezenou životnost 30 let, proto se očekává, že celosvětový odpad ze solárních panelů na konci životnosti dosáhne 8 milionů tun do roku 2030 a 80 milionů tun do roku 2050. A to je velké množství odpadu.

Většina světa v současnosti nemá žádný plán, jak se s tímto problémem odpadu vypořádat, nicméně skupina vědců z Agentury pro vědu, technologii a výzkum (A*STAR) a Technologické univerzity Nanyang v Singapuru (NTU Singapur) možná našla řešení tohoto problému.

Výzkumníci vyvinuli novou technologii přeměňující vysloužilé solární panely na nový, vysoce výkonný termoelektrický materiál, který absorbuje teplo a přeměňuje ho na elektřinu.

Abychom se dostali k jádru tohoto problému, je podstatné znát architekturu solárních článků, které jsou stavebními kameny solárních panelů. Solární články se skládají z křemíku, hliníku, mědi, stříbra, olova a složité směsi dalších materiálů.

Recyklace takových materiálů jednotlivě je obtížná, a proto se současné postupy recyklace zaměřují především na skleněné a kovové nosné konstrukce, zatímco křemík, který tvoří 90 procent solárních článků, tak bohužel končí na skládkách. Recyklovaný křemík má výrazné nečistoty a vady, které brání jeho opětovnému použití k výrobě funkčních solárních článků.

V nejnovější studii se vědci rozhodli proměnit tuto překážku v novou příležitost a přeměnili staré solární články na vylepšený termoelektrický materiál. Tato metoda využívá výhod odlišných vlastností termoelektriky od solárních článků, kde má přítomnost nečistot a vad tendenci výkon spíše zlepšovat než zhoršovat.

Materiál užitečný při výrobě komponentů pro obnovitelné zdroje energie

Aby toho vědci dosáhli, použili technologii tzv. kulového frézování k rozemletí solárních článků na jemný prášek, což jim umožnilo dodat termoelektrické vlastnosti, jako je přeměna energie a schopnost chlazení. Poté byl přidán fosfor a prášek germania, aby se změnily původní vlastnosti materiálu, a následně byla prášková směs dále zpracována při vysoké teplotě.

Výzkumníci vyvinuli vzorek s nejoptimalizovanějším termoelektrickým výkonem a rekordně vysokou termoelektrickou hodnotou. Tyto faktory jsou nesmírně důležité, protože podobné technologie by mohly prodloužit životní cyklus různých produktů a snížit množství odpadu. Zároveň by mohly přispět k rozvoji oběhového hospodářství.

„Využitím našich technik obnovy zdrojů jsme ve spolupráci s A*STAR prokázali, že můžeme poskytnout cenné materiály, které jsou vysoce kvalitní a užitečné při výrobě komponentů pro obnovitelné zdroje energie”, řekl spoluodpovídající autor NTU, docent Nripan Mathews, který je ředitelem klastru pro obnovitelné zdroje a nízkouhlíkovou generaci na Energy Research Institute.

Zdroj: Interesting Engineering