В тысячах выброшенных солнечных панелей вдруг нашли ценный источник топлива

Аммиак давно считается одним из самых перспективных источников водорода. Но его извлечение требовало высоких температур и сложных систем очистки. Технология, разработанная в Ульсанском национальном институте науки и технологий (UNIST), решает обе эти проблемы, пишет Tech Xplore.

Как пригодились солнечные панели

Эксперты применили так называемый процесс шарового измельчения. В герметичный контейнер (шаровую мельницу) помещают газообразный аммиак, мелко измельченный кремний и небольшие керамические или стальные шарики. Контейнер интенсивно встряхивают. Механические удары и трение активируют кремний, который при температуре около 50°C начинает быстро разлагать аммиак, высвобождая водород (H₂).

В ходе реакции также образуется азот, но, в отличие от водорода, он не выходит наружу, а тут же взаимодействует с кремнием, образуя нитрид кремния. В результате на выходе получается 100% чистый водород, не требующий дополнительной очистки.

Примечательно, что для этого процесса идеально подходит кремний, извлеченный из отслуживших свой срок солнечных панелей. Тесты показали, что эффективность и чистота водорода при использовании вторичного сырья не уступают результатам с коммерческим кремниевым порошком.

Не только топливо, но и батареи

Побочный продукт реакции — нитрид кремния (Si₃N₄) — оказался ценным материалом для аккумуляторов. Литий-ионные батареи с анодом из этого материала показали высокую емкость и сохранили более 80% своей производительности после 1000 циклов перезарядки.

Согласно экономическому анализу, если учитывать доход от продажи нитрида кремния, полученного из отходов солнечных панелей, то стоимость производства водорода становится отрицательной (-$7,14 за кг).

Это открытие — яркий пример экономики замкнутого цикла, где выброшенные материалы одной индустрии (старые солнечные панели) становятся ценным сырьем для двух других отраслей — водородной энергетики и производства аккумуляторов. Учитывая, что к 2050 году в мире накопится более 80 миллионов тонн отходов от солнечных панелей, технология имеет огромный потенциал.

Раньше Фокус писал, как солнечные панели работают зимой и что нужно учесть. В холод солнечные батареи функционируют так же, как летом. Однако КПД домашней электростанции может снизиться. Как этого не допустить и какие риски несет зима для солнечных панелей, рассказываем в подробном материале.