Des chercheurs de l'Université James Cook ont développé un procédé pour synthétiser du graphène à partir de l'huile d'écorce de mandarine, qu'ils ont ensuite utilisé pour récupérer l'argent des déchets photovoltaïques. Pour démontrer la qualité de l’argent récupéré et du graphène synthétisé, ils ont fabriqué un capteur de dopamine qui aurait surpassé les appareils de référence.
Une équipe de l'Université James Cook d'Australie a synthétisé des graphène en utilisant de l'huile d'écorce de mandarine non toxique et renouvelable qui pourrait être utilisée pour la récupération de l'argent des appareils photovoltaïques organiques en fin de vie.
« Non seulement cela a permis d’obtenir du graphène de haute qualité, mais cela a également démontré une capacité remarquable à récupérer sélectivement l’argent des déchets photovoltaïques. L’une des découvertes les plus surprenantes était à quel point le graphène était exceptionnellement sélectif dans le ciblage de l’argent », a déclaré l’auteur correspondant Mohan Jacob. magazine pv.
La qualité des matériaux récupérés et synthétisés a ensuite été démontrée dans un capteur de dopamine SPE amélioré à l'argent, qui a surpassé deux capteurs de dopamine de référence fabriqués sans le composite de graphène d'argent.
Synthèse du graphène
L’équipe a commencé la recherche en synthétisant du graphène « en utilisant un plasma micro-ondes en aval » dans des conditions atmosphériques. "Les principaux composants du système comprennent un générateur de micro-ondes de 2.45 GHz, un réseau d'adaptation, un système de refroidissement et une chambre de réaction", indique le communiqué.
Une analyse du spectre Raman du graphène a montré « un pic 2D caractéristique » à des puissances de micro-ondes comprises entre 200 W et 1000 0.34 W. « Les images de microscopie électronique à transmission ont révélé un espacement interstitiel de XNUMX, qui correspondait à la valeur de diffraction des rayons X calculée par la loi de Bragg. ", a déclaré l'équipe.
Récupération d'argent à partir du PV
L’équipe a ensuite récupéré l’argent des appareils photovoltaïques organiques par lixiviation dans une solution d’acide nitrique. Le revêtement PV contenait de l'oxyde d'indium et d'étain (ITO), de l'oxyde de zinc (ZnO), de l'oxyde de molybdène (MoO3) et de l'argent (Ag).
Une fois la lixiviation terminée, la solution a été refroidie et utilisée comme solution mère pour créer un SPE recouvert de graphène. « Après 10 minutes d'électrodéposition, la concentration en Ag a légèrement diminué jusqu'à 1.69 ppm. Cette diminution suggère que certains ions Ag étaient réduits et déposés sur la surface de l'électrode au cours du processus électrochimique. Après 20 minutes d’électrodéposition, la concentration en ions Ag a encore diminué jusqu’à 1.62 ppm, indiquant une réduction continue de la concentration en ions Ag », ont déclaré les universitaires.
"Ces résultats suggèrent qu'une durée d'électrodéposition plus longue pourrait conduire à une réduction supplémentaire de la concentration en argent." Le dépôt d’Ag a été confirmé par détection voltamétrique cyclique.
« Malgré la présence de divers autres composés dans la solution des déchets photovoltaïques, le graphène a montré une capacité extraordinaire à isoler et à récupérer l'argent avec une grande précision. Ce double avantage de produire du graphène précieux tout en récupérant sélectivement l’argent d’un mélange complexe était un résultat passionnant et quelque peu inattendu », a déclaré Mohan.
L’équipe a déclaré que l’étude « met en évidence l’efficacité remarquable » du graphène dans la récupération des métaux précieux comme l’argent des déchets électroniques.
« Nous avons choisi de faire une démonstration avec des déchets de matériaux photovoltaïques, car les déchets photovoltaïques constituent une préoccupation croissante en raison de l'adoption croissante de l'énergie solaire. L'élimination des panneaux photovoltaïques, qui contiennent des métaux précieux comme l'argent, pose des défis à la fois environnementaux et économiques. En nous concentrant sur les déchets photovoltaïques, nous visions à développer une solution durable répondant au besoin urgent de méthodes de recyclage efficaces tout en récupérant des ressources précieuses », a déclaré Jacob.
Démonstration du capteur de dopamine
Pour illustrer la qualité du matériau composite dans une application réelle, l’équipe a fabriqué un détecteur à électrode graphène-argent (SPE/graphène-Ag) et l’a comparé à un détecteur SPE nu et à un détecteur graphène/SPE. Les résultats des tests ont montré que l’électrode SPE/graphène-Ag présentait une « amélioration significative du courant de crête » par rapport aux deux autres échantillons.
D'autres applications des composites graphène-argent ont été suggérées par les chercheurs, telles que des revêtements résistants à la corrosion, des encres conductrices pour utiliser des dispositifs flexibles dans l'industrie électronique, des revêtements antimicrobiens pour une utilisation dans les industries biomédicales, ainsi que des capteurs pour détecter des gaz, des biomolécules et polluants.
Leurs travaux sont détaillés dans l’article « Green synthesis of graphene for target recovery of silver from photovoltaic waste », publié dans Chemosphère.
Jusqu’à présent, la réponse à la recherche a été positive. « Notre travail vient tout juste d'être mis en ligne et nous sommes submergés par la réponse de nos pairs et leur intérêt pour notre recherche », a déclaré Jacob, ajoutant que le groupe a reçu des commentaires encourageants sur « l'applicabilité plus large et l'impact potentiel » du travail en cours. les domaines des piles et des déchets électroniques.
Les prochaines étapes pour l’équipe consistent à optimiser le processus de synthèse verte afin d’améliorer son évolutivité et sa viabilité économique, en visant un processus pouvant être intégré aux infrastructures existantes de recyclage et de déchets électroniques des panneaux photovoltaïques. « Nous étudions activement la commercialisation pour mettre ces avancées sur le marché et avoir un impact significatif sur l'industrie », a déclaré Jacob. « Nous étudions également des partenariats avec des acteurs du secteur et des investisseurs pour piloter des mises en œuvre à plus grande échelle. »
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Source à partir de magazine pv
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