近年来,太阳能取得了长足发展。太阳能电池板价格急剧下降,据报道,过去十年来全球太阳能市场整体每年增长约 24%。尽管最近遭到特朗普政府的强烈反对,但太阳能市场的增长仍未停止。太阳能产业协会估计,到 2028 年,全球太阳能市场规模将扩大两倍。预期增长的至少一部分将归功于由钙钛矿材料制成的新一代太阳能电池的扩大,这种电池比基于硅的前代电池更节能。但也存在一个问题。这些令人垂涎的钙钛矿电池特别难以回收。这种固有的可重复使用性的缺乏可能会带来额外的环境挑战,因为太阳能电池需要从世界各地采购大量难以采购的关键矿物。 瑞典林雪平大学的研究人员认为,他们可能找到了一种解决方案,可以让太阳能制造商鱼与熊掌兼得。研究人员使用一种新设计的回收技术,仅使用水溶剂就能在钙钛矿太阳能电池的生命周期结束时将其完全分解。当他们使用这种回收材料制造出全新的太阳能电池时,他们发现它的整体效率与第一个非回收版本相同。从理论上讲,这一过程可以扩大规模,以帮助制造完全可回收、节能的太阳能电池,而这些电池不需要使用对环境有害的化学物质来分解。更多地使用相同的太阳能电池也有助于长期进一步降低太阳能价格。 林雪平大学博士后学生兼论文合著者 Xun Xiao 在一份声明中表示:“我们可以回收一切——覆盖玻璃、电极、钙钛矿层以及电荷传输层。”研究人员本周在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。 研究人员用水取代了有毒的化学过程钙钛矿太阳能电池板源自一类元素,它们因高能量保留率和低生产成本而受到重视。(这类电池能够将 25% 的太阳能转化为电能,而大多数传统硅基电池只能将 15-20% 的太阳能转化为电能)。拆卸钙钛矿太阳能电池板进行回收的标准方法是将其浸泡在二甲基甲酰胺中,二甲基甲酰胺是一种最常见于油漆溶剂中的化学物质。研究人员指出,这种方法并不理想,因为它会导致潜在的有害化学物质渗入环境中。 林雪平大学教授、论文合著者高峰在一份声明中表示:“我们在开发新兴太阳能电池技术时需要考虑回收问题。如果我们不知道如何回收它们,也许我们根本就不应该把它们投放到市场上。” [相关:得益于钙钛矿,太阳能电池板的效率越来越高] 研究人员采用了不同的方法,他们选择制造一种无毒的水基溶剂,其中包括醋酸钠、碘化钠和次磷酸添加剂。加入醋酸钠是为了帮助分解太阳能电池的各个材料。相比之下,加入碘化钠是为了帮助重新形成分离的钙钛矿晶体,以便以后可以再次使用它们来制造新的太阳能电池。加入次磷酸是为了帮助溶液保持长期稳定。研究人员将水加热到 80 摄氏度,持续 20 分钟,然后将电池浸入水中,以进一步帮助拆卸过程。然后将新回收的钙钛矿晶体和剩余的液体通过离心机以 5,000 rpm 的速度旋转三分钟,从而将其分离。 完成该过程后,研究人员便可以使用回收的材料制造新的太阳能电池。至关重要的是,新电池的能源效率与回收前一样高。研究人员能够重复此过程几次,而新电池的能量输出不会减少。这些发现表明,研究人员的“环保”水溶液方法可以将下一代钙钛矿太阳能电池板的寿命延长数倍。研究人员估计,与在一个生命周期后被扔进垃圾填埋场的新太阳能电池板相比,他们的方法将总体资源消耗减少了 96.6%。 虽然目前还不完全清楚这种基于水的回收方法在大规模工业化生产时会如何发挥作用,但水法为未来可再生能源基础设施的可持续性提供了一种可能的途径。这一发现来得正是时候。庞大、耗电的人工智能数据中心推动了国际电力需求的飙升,这意味着世界需要找到一种快速产生新能源的方法。虽然大部分需求可能会由化石燃料满足,但高度可回收的太阳能电池可以帮助降低太阳能价格,从而可能使其更具经济吸引力。 |
>>: 聆听 OceanGate“泰坦”内爆的令人毛骨悚然的水下音频
您把螺丝刀、游标卡尺或凿子放错了地方。这真是最糟糕的情况,对吧?如果所有的东西都像这张包含 300 ...
《真昼之星》~大家的歌的杰作回顾《真昼之星》是1999年4月在NHK教育电视台(现NHK E-Tel...
褐蚁是一种贪婪的物种,原产于南美洲加勒比海岸,后来被引入美国南部。褐蚁可能并不像生物学家曾经担心的那...
随着致命火灾继续肆虐加州,数以万计的加州人开始使用一款名为 Watch Duty 的众包非营利应用程...
动物王国中没有其他成员可以在代数测试中取得高分或写出 A+ 论文。但这并不意味着其他物种智商不高。动...
月球行走被誉为人类最伟大的成就之一,但如果你问任何一位生物人类学家,他们可能会说,最伟大的成就是能够...
并非所有计算机都是由硅制成的。根据定义,计算机是处理数据、执行计算或使用所谓的逻辑门将输入(例如二进...
在西班牙南部海岸阿尔梅里亚的一家工厂里,科技公司 Cynar 的首席执行官迈克尔·默里做了一次令人印...
“飞向天空吧”——《大家的歌》的魅力及其背景《飞向天空吧》是2018年2月在NHK《大家的歌》中播出...
早上 6:00我还没睡够五分钟,看来早餐时我会得到科学界宣称的每日推荐摄入量。Cheerios“可以...
“早安歌”——NHK 的著名歌曲,开启你的清晨《早安歌》是一部时长约2分钟的短篇动画作品,于200...
takt op.Destiny - Takt Opus 命运《takt op.Destiny》是一部...
中子成像技术有助于揭示一批非法贩卖的铁器时代剑中隐藏的历史矛盾。但这九件伊朗古代武器并非完全伪造——...
本文最初发表于《大众摄影》杂志...
无论扭曲的人类心灵会呈现出什么样的恐怖形象,大自然总是会超越我们最可怕的噩梦。一年中最恐怖的季节即将...