Der weltweite Abfall, der durch das in stillgelegten Solarmodulen vorhandene Silizium entsteht, steigt Hand in Hand mit der zunehmenden Nutzung von Solarenergie und dem Erreichen des „Lebensendes“ von ausgedienten Solarmodulen (die besten dauern ungefähr 30 Jahre). Während Edelmetalle wie Silber und Kupfer oft recycelt werden, landet das Silizium, aus dem die meisten Solarzellen bestehen, auf Mülldeponien. Und es ist, gelinde gesagt, nicht einfach, Silizium zu recyceln: Es weist Verunreinigungen und Defekte auf, die eine Wiederverwendung für neue Solarzellen verhindern. Was nun?
Ein Team von Wissenschaftlern der Nanyang Technological University, Singapur (NTU Singapur) hat diese Grenze in eine Stärke verwandelt. Wie? Entwicklung einer Technologie, die in der Lage ist, alte Solarmodule in ein neues thermoelektrisches Hochleistungsmaterial umzuwandeln. Ein Material, das Wärme sammelt und in Strom umwandelt.
Von Solar bis Thermoelektrik, Paneele „reinkarnieren“
Ich finde den Ansatz der NTU in seiner Einfachheit genial. Anstatt zu versuchen, den Geist wieder in die Lampe zu stecken, um die Solarmodule wieder in ihren ursprünglichen Gebrauch zu versetzen, nutzen Sie die gegensätzlichen Eigenschaften der Thermoelektrizität. Und es trifft ins Schwarze, denn bei einer thermoelektrischen Anwendung verbessern Verunreinigungen und Defekte die Leistung, anstatt sie zu behindern.
Dazu zerkleinerten die Forscher die Solarzellen zunächst mit Kugelschleiftechnik. Dies verbesserte ihre thermoelektrischen Eigenschaften wie Leistungsumwandlung und Kühleffizienz. Die zweite Phase sah die Zugabe von Phosphor- und Germaniumpulver und die Verarbeitung bei hoher Hitze mit dem Verfahren von Spark-Plasma-Sintern.
Die Ergebnisse
Das Team entwickelte eine Probe, die die am besten optimierte thermoelektrische Leistung bietet, mit einem thermoelektrischen Rekordwert (zT): 0,45 bei 873 K, dem höchsten unter den thermoelektrischen Materialien aus elementarem Silizium.
„Durch die Nutzung unserer Ressourcenrückgewinnungstechniken haben wir gezeigt, dass aus gebrauchten Solarmodulen hochwertige, wertvolle Materialien hergestellt werden können. Materialien, die bei der Herstellung von Komponenten für erneuerbare Energien nützlich sind, wie z. B. hochleistungsfähige thermoelektrische Komponenten, die Wärme sammeln und in Strom umwandeln ", sagt der Mitautor der Forschung (Ich verlinke es dir hier), der außerordentliche Professor Nripan Mathews.
Der nächste Schritt? Bringen Sie diese Technologie auch in das groß angelegte Upcycling von Abfallsilizium. Auf diese Weise kann es für Hochtemperatur-Energy-Harvesting-Anwendungen wie die Umwandlung von Abwärme aus Industrieprozessen in Strom verwendet werden.
Ein weiterer Punkt zugunsten der Solar-.
