طور الباحثون في جامعة جيمس كوك عملية لتصنيع الجرافين من زيت قشر اليوسفي، والذي استخدموه بعد ذلك لاستعادة الفضة من نفايات المواد الكهروضوئية. ولإثبات جودة الفضة المستردة والجرافين المُصنَّع، صنعوا مستشعر الدوبامين الذي تفوق في الأداء على الأجهزة المرجعية.
قام فريق من جامعة جيمس كوك الأسترالية بتجميع "قائم بذاته" الجرافين باستخدام زيت قشر اليوسفي غير السام والمتجدد والذي يمكن استخدامه لاستعادة الفضة من الأجهزة الكهروضوئية العضوية التي انتهى عمرها الافتراضي.
"لم ينتج عن ذلك جرافين عالي الجودة فحسب، بل أظهر أيضًا قدرة ملحوظة على استعادة الفضة بشكل انتقائي من النفايات الكهروضوئية. وقال المؤلف الموهان موهان جاكوب: "كانت إحدى النتائج الأكثر إثارة للدهشة هي مدى انتقائية الجرافين بشكل استثنائي في استهداف الفضة". مجلة الكهروضوئية.
تم بعد ذلك إثبات جودة كل من المواد المستردة والمركبة في جهاز استشعار الدوبامين SPE المعزز بالفضة، والذي تفوق في الأداء على مستشعري الدوبامين المرجعيين المصنوعين بدون مركب الجرافين الفضي.
تخليق الجرافين
بدأ الفريق البحث عن طريق تصنيع الجرافين "باستخدام بلازما الميكروويف" في الظروف الجوية. وذكر أن "المكونات الأساسية للنظام تشمل مولد موجات ميكروويف بتردد 2.45 جيجاهرتز، وشبكة مطابقة، ونظام تبريد، وغرفة تفاعل".
أظهر تحليل طيف رامان للجرافين "ذروة مميزة ثنائية الأبعاد" عند قوى الموجات الميكروية بين 2 واط و200 واط. "كشفت صور المجهر الإلكتروني النافذ عن تباعد خلالي قدره 1000، وهو ما يطابق قيمة حيود الأشعة السينية المحسوبة من خلال قانون براغ". "، قال الفريق.
انتعاش الفضة من الكهروضوئية
ثم قام الفريق باستخلاص الفضة من الأجهزة الكهروضوئية العضوية عن طريق الترشيح في محلول حمض النيتريك. يحتوي الطلاء الكهروضوئي على أكسيد القصدير الإنديوم (ITO)، وأكسيد الزنك (ZnO)، وأكسيد الموليبدينوم (MoO3)، والفضة (Ag).
بعد اكتمال عملية الترشيح، تم تبريد المحلول واستخدامه كمحلول مخزون لإنشاء SPE مطلي بالجرافين. "بعد 10 دقائق من الترسيب الكهربائي، انخفض تركيز Ag قليلاً إلى 1.69 جزء في المليون. يشير هذا الانخفاض إلى أن بعض أيونات Ag تم اختزالها وترسبها على سطح القطب أثناء العملية الكهروكيميائية. وبعد 20 دقيقة من الترسيب الكهربائي، انخفض تركيز أيونات Ag إلى 1.62 جزء في المليون، مما يشير إلى انخفاض مستمر في تركيز أيونات Ag.
"تشير هذه النتائج إلى أن المدة الأطول للترسيب الكهربائي قد تؤدي إلى مزيد من الانخفاض في تركيز الفضة." تم تأكيد ترسب Ag من خلال الكشف الفولتميتري الدوري.
"على الرغم من وجود مركبات أخرى مختلفة في محلول النفايات الكهروضوئية، أظهر الجرافين قدرة غير عادية على عزل الفضة واستعادتها بدقة عالية. وقال موهان: "إن هذه الفائدة المزدوجة المتمثلة في إنتاج الجرافين الثمين مع استخلاص الفضة بشكل انتقائي من خليط معقد كانت نتيجة مثيرة وغير متوقعة إلى حد ما".
وذكر الفريق أن الدراسة "تسلط الضوء على الفعالية الملحوظة" للجرافين في استعادة المعادن الثمينة مثل الفضة من النفايات الإلكترونية.
"لقد اخترنا أن نعرض باستخدام المواد الكهروضوئية النفايات لأن النفايات الكهروضوئية تشكل مصدر قلق سريع النمو بسبب الاعتماد المتزايد على الطاقة الشمسية. إن التخلص من الألواح الكهروضوئية، التي تحتوي على معادن ثمينة مثل الفضة، يشكل تحديات بيئية واقتصادية. وقال جاكوب: "من خلال التركيز على النفايات الكهروضوئية، كنا نهدف إلى تطوير حل مستدام يعالج الحاجة الملحة لطرق إعادة التدوير الفعالة مع استعادة الموارد القيمة".
مظاهرة استشعار الدوبامين
لتوضيح جودة المادة المركبة في تطبيق في العالم الحقيقي، صنع الفريق كاشف قطب الجرافين والفضة (SPE/graphene-Ag) وقارنه بكاشف SPE العاري وكاشف الجرافين/SPE. أظهرت نتائج الاختبار أن قطب SPE/graphene-Ag أظهر "تحسنًا كبيرًا في ذروة التيار" مقارنةً بالعينتين الأخريين.
واقترح الباحثون تطبيقات أخرى لمركبات الجرافين والفضة، مثل الطلاءات المقاومة للتآكل، والأحبار الموصلة لاستخدام الأجهزة المرنة في صناعة الإلكترونيات، والطلاءات المضادة للميكروبات لاستخدامها في الصناعات الطبية الحيوية، بالإضافة إلى أجهزة الاستشعار للكشف عن الغازات والجزيئات الحيوية والجزيئات الحيوية. الملوثات.
تم تفصيل عملهم في ورقة بحثية بعنوان "التوليف الأخضر للجرافين من أجل الاستخلاص المستهدف للفضة من النفايات الكهروضوئية"، المنشورة في الكرة الكيميائية.
وكانت الاستجابة للبحث حتى الآن إيجابية. قال جاكوب: "لقد أصبح عملنا متاحًا للتو على الإنترنت، وقد غمرتنا استجابة زملائنا واهتمامهم بأبحاثنا"، مضيفًا أن المجموعة تلقت تعليقات مشجعة حول "قابلية التطبيق الأوسع والتأثير المحتمل" للعمل في مجالات نفايات البطاريات والإلكترونيات.
وتتمثل الخطوات التالية للفريق في تحسين عملية التوليف الأخضر لتحسين قابلية التوسع والجدوى الاقتصادية، بهدف عملية يمكن دمجها في البنية التحتية الحالية لإعادة تدوير الطاقة الكهروضوئية والنفايات الإلكترونية. وقال جاكوب: "نحن نتطلع بنشاط إلى التسويق التجاري لجلب هذه التطورات إلى السوق وإحداث تأثير كبير على الصناعة". "نحن نستكشف أيضًا الشراكات مع أصحاب المصلحة في الصناعة والمستثمرين لتجربة عمليات تنفيذ واسعة النطاق."
هذا المحتوى محمي بموجب حقوق الطبع والنشر ولا يجوز إعادة استخدامه. إذا كنت ترغب في التعاون معنا وترغب في إعادة استخدام بعض المحتوى الخاص بنا، فيرجى الاتصال بـ: Editors@pv-magazine.com.
مصدر من مجلة الكهروضوئية
إخلاء المسؤولية: يتم توفير المعلومات المذكورة أعلاه بواسطة pv-magazine.com بشكل مستقل عن Chovm.com. لا تقدم Chovm.com أي تعهدات أو ضمانات فيما يتعلق بجودة وموثوقية البائع والمنتجات. ينكر موقع Chovm.com صراحةً أي مسؤولية عن الانتهاكات المتعلقة بحقوق الطبع والنشر للمحتوى.
