В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science, ученые взяли свинцовые пули возрастом почти 300 лет, купленные на eBay, и превратили их в высокочистый йодид свинца – ключевой компонент для производства перовскитных солнечных панелей. Эти панели считаются одними из самых эффективных и экономичных на рынке.
Ученые переработали старые мушкетные пули в материал для солнечных панелей
Немецкие ученые нашли способ превратить старые свинцовые пули XVI–XVII веков в высокоэффективные компоненты для современных солнечных панелей. Это не только решает проблему токсичных отходов, но и делает производство солнечной энергии более экологичным.
Sytnyk, Peters, et al., courtesy of Cell Reports Physical Science
Процесс включает два этапа: сначала свинец очищается с помощью электрохимического метода, а затем используется для выращивания кристаллов перовскита. Полученные панели показали КПД 21%, что всего на несколько процентов ниже лучших образцов, созданных из свежих материалов.
Почему это важно?
Свинец – токсичный металл, который сложно добывать и перерабатывать. Однако миллионы тонн этого материала уже находятся в отходах, включая старые аккумуляторы и боеприпасы. Новый метод позволяет «закрыть круг» и использовать эти запасы для производства чистой энергии.
Кроме того, технология минимизирует использование химикатов и снижает количество загрязненных сточных вод. Это важный шаг к устойчивому производству солнечных панелей.
Что такое перовскитные солнечные панели?
Перовскиты – это особый класс материалов, которые могут преобразовывать солнечный свет в электричество с высокой эффективностью. Хотя они могут быть созданы без свинца, именно свинцовые версии показывают лучшие результаты.
Одним из главных преимуществ перовскитов является их гибкость. Их можно интегрировать в ткань или создавать легкие и компактные панели. Кроме того, перовскиты можно комбинировать с традиционными кремниевыми панелями, достигая рекордного КПД в 36%.
Как это работает?
Процесс переработки пуль
На первом этапе свинец из старых пуль очищается с помощью раствора ацетонитрила и йода. Электрический ток помогает получить высокоочищенный йодид свинца. Затем этот порошок используется для выращивания кристаллов перовскита при высокой температуре.
Результаты показали, что солнечные панели, созданные из переработанного свинца, практически не отличаются от тех, что сделаны из свежих материалов с чистотой 99,999%.
Зачем это нужно?
По оценкам ученых, около 30–40% свинцовых отходов остаются неиспользованными после завершения их жизненного цикла. Создание системы переработки, подобной той, что уже существует для автомобильных аккумуляторов, поможет масштабировать производство перовскитных панелей.
Это особенно важно, так как спрос на солнечную энергию продолжает расти. Переработка старых материалов не только снижает экологический след, но и делает технологии доступнее.