3 godzin temu
Naukowcy z Koreańskiego Narodowego Instytutu Nauki i Technologii w Ulsan opracowali rewolucyjny proces, który zużyte panele słoneczne przekształcają w czysty wodór, ale także wartościowe materiały do produkcji akumulatorów. Dzięki temu ostatniemu elementowi samo wytwarzanie gazu jest darmowe, a choćby pojawiają się spore zyski
Metoda wykorzystuje niskotemperaturowy proces mechanochemiczny, który ekstrahuje wodór z amoniaku przy zaledwie 50 st. C, jednocześnie wytwarzając azotek krzemu, materiał o wysokiej wartości dla baterii litowo-jonowych. Najważniejszą cechą tej technologii jest jej ujemny koszt produkcji. Po uwzględnieniu przychodu ze sprzedaży azotku krzemu jako produktu ubocznego pochodzącego z odpadowych paneli słonecznych, koszty produkcji wodoru spadają do około -7,14 dolarów za kilogram, tworząc zyskowną strukturę zamiast wydatku. Stanowi to wyraźny kontrast z obecnymi kosztami zielonego wodoru, które wahają się od 4 do 12 dolarów za kilogram, podczas gdy konwencjonalny szary wodór kosztuje od 1 do 3 dolara za kilogram.
Proces mechanochemiczny działa poprzez mielenie kulowe, gdzie gaz amonowy i proszek krzemowy z odpadowych paneli słonecznych są umieszczane w zamkniętym pojemniku z ceramicznymi kulkami i intensywnie wstrząsane. Mechaniczne uderzenia aktywują krzem, gwałtownie rozkładając amoniak w celu uwolnienia wodoru, podczas gdy azot łączy się z krzemem, tworząc azotek krzemu. Produkt uboczny w postaci azotku krzemu wykazuje wyjątkową wydajność w bateriach litowo-jonowych. Stosowany jako materiał anodowy osiągnął pojemność 391,5 mAh/g, utrzymując ponad 80 proc. początkowej pojemności po 1000 cyklach ładowania-rozładowania przy 99,9 proc. wydajności kulombowskiej. Ta wydajność przewyższa komercyjne baterie na bazie grafitu, które zwykle osiągają 372 mAh/g.
Wyniki eksperymentalne wykazały całkowity rozkład amoniaku, generując wodór przy tempie 102,5 milimola na godzinę z potwierdzoną 100 proc. czystością, wolną od azotu i innych zanieczyszczeń. Co istotne, ten sam współczynnik konwersji i czystość zostały osiągnięte przy użyciu krzemu odzyskanego z rzeczywistych wycofanych z eksploatacji paneli słonecznych w porównaniu z komercyjnym proszkiem krzemowym. Proces ten jednocześnie rozwiązuje dwa palące wyzwania środowiskowe. Przy prognozowanych ponad 80 milionach ton odpadów fotowoltaicznych do 2050 roku, technologia ta oferuje zrównoważone rozwiązanie recyklingowe dla wycofanych z użytku paneli słonecznych.
.webp)
