Μια νέα μέθοδο για την αξιοποίηση του αργύρου που ανακτάται από φωτοβολταϊκά πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους ανέπτυξαν ερευνητές στη Νότια Κορέα, μετατρέποντας το πολύτιμο μέταλλο σε ηλεκτροκαταλύτη για την παραγωγή μονοξειδίου του άνθρακα (CO).
Το μονοξείδιο του άνθρακα αποτελεί σημαντική πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία και χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, στην παραγωγή μεθανόλης, οξικού οξέος και συνθετικών υδρογονανθράκων.
Η ερευνητική ομάδα ανέκτησε νανοσωματίδια αργύρου υψηλής καθαρότητας από φωτοβολταϊκές κυψέλες πυριτίου που είχαν αποσυρθεί από τη χρήση και τα αξιοποίησε για την κατασκευή ηλεκτροδίου διάχυσης αερίου.
Το βασικό πλεονέκτημα της συγκεκριμένης προσέγγισης είναι η ιδιαίτερη μορφολογία της επιφάνειας του ανακτημένου αργύρου. Η τραχιά δομή του περιορίζει την είσοδο νερού στο εσωτερικό του ηλεκτρολύτη και αυξάνει την αντοχή του συστήματος στην πλημμύριση, επιτρέποντας σταθερή λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Πώς ανακτήθηκε ο άργυρος
Για την ανάκτηση του αργύρου, οι ερευνητές επεξεργάστηκαν μηχανικά παλιά φωτοβολταϊκά πάνελ, αφαιρώντας τα πλαίσια αλουμινίου, το γυαλί και τα οπίσθια φύλλα.
Τα υπολείμματα των κυψελών θερμάνθηκαν στους 800 βαθμούς Κελσίου, ώστε να απομακρυνθεί το υλικό εγκλεισμού EVA. Στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε χημική επεξεργασία με νιτρικό οξύ, μέσω της οποίας διαλύθηκαν τα μέταλλα και διαχωρίστηκε το πυρίτιο.
Με διαδοχικές αλκαλικές επεξεργασίες απομακρύνθηκαν προσμίξεις όπως ο χαλκός, το αλουμίνιο και ο μόλυβδος, ενώ ο άργυρος ανακτήθηκε αρχικά ως οξείδιο του αργύρου.
Στη συνέχεια, με τη χρήση αιθανόλης, στεατικού οξέος και ακτινοβολίας λέιζερ, το οξείδιο μετατράπηκε σε μεταλλικά νανοσωματίδια αργύρου. Τα σωματίδια χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του ηλεκτροδίου.
Πάνω από 600 ώρες λειτουργίας
Οι ερευνητές συνέκριναν το ανακτημένο ασήμι με εμπορικά νανοσωματίδια αργύρου, χρησιμοποιώντας ηλεκτρολύτη μηδενικού διακένου με επιφάνεια 10 cm².
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το ηλεκτρόδιο από ανακτημένο ασήμι μπορούσε να διατηρήσει σταθερή ηλεκτρόλυση διοξειδίου του άνθρακα για περισσότερες από 600 ώρες, σε πυκνότητα ρεύματος 100 mA/cm².
Σε υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος, στα 200 mA/cm², το ηλεκτρόδιο λειτούργησε για 55 ώρες, διατηρώντας εκλεκτικότητα προς το μονοξείδιο του άνθρακα περίπου 95%.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ευρήματα δείχνουν ότι ο άργυρος που ανακτάται από παλιά φωτοβολταϊκά πάνελ μπορεί να αποτελέσει μια ανθεκτική και επεκτάσιμη εναλλακτική λύση για την παραγωγή καταλυτών, συνδέοντας την ανακύκλωση φωτοβολταϊκών αποβλήτων με την αξιοποίηση του διοξειδίου του άνθρακα.
Πηγή: pv-magazine
