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쓰레기를 보물로! 95% 추출로 수명이 다한 광전지에서 은과 알루미늄을 회수할 수 있는 새로운 공정

2022-09-22

최근 영국 레스터 대학(University of Leicester)의 과학자들은 수명이 다한 태양광 전지에서 금속(은 및 알루미늄)의 95%를 10분 이내에 회수하는 새로운 방법을 발견했습니다. 이 방법은 기존의 무기산을 사용하는 재활용 방법보다 저렴하고 친환경적이라고 합니다.

연구원들은 이 기술을 전면에 100나노미터 두께의 질화규소 반사방지층으로 코팅된 100미크론 두께의 실리콘 웨이퍼로 구성된 12×15cm, 무게 2g 의 결정질 실리콘 태양전지 에 적용했습니다. , 후면은 20마이크론 두께의 알루미늄 웨이퍼로 코팅됩니다.

연구진은 "먼저 염화알루미늄 용액에 태양전지를 넣고 실리콘 웨이퍼에서 알루미늄 전극을 제거했다. 초음파를 이용하여 몇 분 안에 알루미늄 용해를 촉진시켰다. 알루미늄의 저렴한 가격을 고려할 때 알루미늄을 재활용하는 것은 경제적인 이점이 없을 수 있지만 알루미늄 염 용액은 폐수 처리에 사용할 수 있습니다.”

이어 “2단계에서는 태양전지의 은을 염화콜린이나 염화칼슘 염수에 염화제이철을 이용하여 녹이는데 약 10분 정도 소요된다. 닭 사료와 도로에서 결빙을 피하기 위해 사용되는 자갈에서 발견되며 쉽게 구할 수 있고 저렴하며 독성이 낮습니다."

“흥미롭게도 물에 녹인 철은 은을 산화시킬 수 없지만 소금물에 녹인 철은 산화할 수 있습니다. 물을 염수로 대체하면 은을 산화시키는 철의 능력이 향상되고 염수에서 은의 용해도가 증가합니다. 이것은 염수의 염화물 이온 때문입니다. 염화은은 그 다음 염수에 물을 첨가하여 염화물 이온을 희석함으로써 침전됩니다. 염화은은 용액에서 쉽게 걸러낼 수 있다"고 덧붙였다.

결국 이 공정은 순도 98%의 염화은을 성공적으로 회수했으며 연구진에 따르면 추가 단계에서 염화은을 금속 은으로 전환하여 순도를 높일 수 있다고 합니다. 이 공정은 실리콘 웨이퍼와 질화물 반사 방지 코팅에 영향을 미치지 않아 태양광 패널에서 실리콘 웨이퍼를 재사용하거나 다른 용도로 처리할 수 있는 가능성을 열어줍니다.

그러나 위의 결과는 실험실 환경에서 얻은 것이며 산업 규모에 따라 다를 수 있습니다. 그러나 연구자들은 저렴하고 독성이 낮고 쉽게 구할 수 있는 화학 물질을 사용하기 때문에 산업화가 가능하다고 믿습니다. 연구 결과는 최근 "청정 생산 저널(Journal of Cleaner Production)"에 게재됐다.




 
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