近期發(fā)表的一項新研究表明，在太陽能電池板中起著重要用途的硅元素，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)保回收上遭到了大量的批評。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）

研究團隊稱，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，到2050年的時候，我們將出現(xiàn)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)重要的用途，但其價值可能不止于此。

澳大利亞迪肯大學(xué)（DeakinUniversity）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。

MokhlesurRahman博士在接受NewAtlas采訪時稱：來自世界各地的一些研究小組，已經(jīng)在主動地開發(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ChenChen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，這項技術(shù)圍繞和將硅還原為納米級材料、以適合鋰電池應(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，所獲得的納米硅材料的尺寸和形狀可能不太均勻，因為通過各種步驟回收納米硅時，會發(fā)生形態(tài)和結(jié)構(gòu)缺陷"。

不過這種類型的納米硅，可以供應(yīng)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，以促進電解質(zhì)的運輸。

如此一來，其能夠更好地適應(yīng)鋰電池充放電循環(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存。

依照現(xiàn)階段的理論，這可帶來性能更強的鋰電池。不過初步研究表明，回收硅至少具有和商用硅相同的性能，為硅材料供應(yīng)了一種新的回收再利用途徑。

據(jù)悉，目前硅材料的價格，每公斤在4.4萬澳元（21萬RMB）左右，約合3萬美元/2.2磅。