Para peneliti di Universitas James Cook telah mengembangkan proses untuk mensintesis graphene dari minyak kulit jeruk keprok, yang kemudian mereka gunakan untuk memperoleh perak dari limbah bahan PV. Untuk menunjukkan kualitas perak yang diperoleh kembali dan graphene yang disintesis, mereka membuat sensor dopamin yang dilaporkan mengungguli perangkat referensi.
Sebuah tim dari Universitas James Cook Australia telah mensintesis “berdiri bebas” graphene menggunakan minyak kulit jeruk keprok yang tidak beracun dan terbarukan yang dilaporkan dapat digunakan untuk pemulihan perak dari perangkat PV organik yang sudah habis masa pakainya.
“Hal ini tidak hanya menghasilkan graphene berkualitas tinggi, namun juga menunjukkan kemampuan luar biasa dalam memulihkan perak secara selektif dari limbah fotovoltaik. Salah satu temuan yang paling mengejutkan adalah betapa selektifnya graphene dalam menargetkan perak,” kata penulis koresponden Mohan Jacob majalah pv.
Kualitas bahan yang diperoleh kembali dan disintesis kemudian ditunjukkan dalam perangkat sensor dopamin SPE yang disempurnakan dengan perak, yang mengungguli dua sensor dopamin referensi yang dibuat tanpa komposit graphene perak.
Sintesis grafena
Tim memulai penelitian dengan mensintesis graphene “menggunakan plasma gelombang mikro hilir” dalam kondisi atmosfer. “Komponen utama sistem ini mencakup generator gelombang mikro 2.45 GHz, jaringan pencocokan, sistem pendingin, dan ruang reaksi,” katanya.
Analisis spektrum Raman terhadap graphene menunjukkan “karakteristik puncak 2D” pada daya gelombang mikro antara 200 W dan 1000 W. “Gambar mikroskop elektron transmisi menunjukkan jarak interstisial 0.34, yang sesuai dengan nilai difraksi sinar-X yang dihitung melalui hukum Bragg , ”kata tim.
Pemulihan perak dari PV
Tim kemudian memulihkan perak dari perangkat PV organik melalui pencucian dalam larutan asam nitrat. Lapisan PV mengandung indium timah oksida (ITO), seng oksida (ZnO), molibdenum oksida (MoO3), dan perak (Ag).
Setelah pelindian selesai, larutan didinginkan dan digunakan sebagai larutan stok untuk membuat SPE berlapis graphene. “Setelah 10 menit elektrodeposisi, konsentrasi Ag sedikit menurun menjadi 1.69 ppm. Penurunan ini menunjukkan bahwa beberapa ion Ag tereduksi dan disimpan pada permukaan elektroda selama proses elektrokimia. Setelah 20 menit elektrodeposisi, konsentrasi ion Ag semakin menurun menjadi 1.62 ppm, yang menunjukkan penurunan konsentrasi ion Ag secara terus menerus,” kata para akademisi.
“Hasil ini menunjukkan bahwa durasi elektrodeposisi yang lebih lama dapat menyebabkan penurunan konsentrasi perak lebih lanjut.” Deposisi Ag dikonfirmasi dengan deteksi voltametri siklik.
“Meskipun terdapat berbagai senyawa lain dalam larutan limbah PV, graphene menunjukkan kemampuan luar biasa untuk mengisolasi dan memulihkan perak dengan presisi tinggi. Manfaat ganda dari memproduksi graphene yang berharga sekaligus memulihkan perak secara selektif dari campuran kompleks merupakan hasil yang menarik dan agak tidak terduga,” kata Mohan.
Tim tersebut menyatakan bahwa penelitian tersebut “menyoroti efektivitas luar biasa” graphene dalam memulihkan logam berharga seperti perak dari limbah elektronik.
“Kami memilih untuk mendemonstrasikan dengan menggunakan bahan limbah PV karena limbah fotovoltaik menjadi perhatian yang berkembang pesat akibat meningkatnya penggunaan energi surya. Pembuangan panel PV, yang mengandung logam berharga seperti perak, menimbulkan tantangan lingkungan dan ekonomi. Dengan berfokus pada limbah PV, kami bertujuan untuk mengembangkan solusi berkelanjutan yang menjawab kebutuhan mendesak akan metode daur ulang yang efektif sekaligus memulihkan sumber daya yang berharga,” kata Jacob.
Demonstrasi sensor dopamin
Untuk menggambarkan kualitas material komposit dalam aplikasi dunia nyata, tim membuat detektor elektroda graphene-perak (SPE/graphene-Ag) dan membandingkannya dengan detektor SPE telanjang dan detektor graphene/SPE. Hasil pengujian menunjukkan bahwa elektroda SPE/graphene-Ag menunjukkan “peningkatan arus puncak yang signifikan” dibandingkan dengan dua spesimen lainnya.
Aplikasi lain dari komposit graphene-silver yang disarankan oleh para peneliti, seperti pelapis tahan korosi, tinta konduktif untuk menggunakan perangkat fleksibel dalam industri elektronik, pelapis antimikroba untuk digunakan dalam industri biomedis, serta sensor untuk mendeteksi gas, biomolekul, dan polutan.
Pekerjaan mereka dirinci dalam makalah “Sintesis hijau graphene untuk pemulihan perak yang ditargetkan dari limbah fotovoltaik,” yang diterbitkan di Chemosphere.
Tanggapan terhadap penelitian hingga saat ini positif. “Pekerjaan kami baru saja dilakukan secara online, dan kami kewalahan dengan tanggapan dari rekan-rekan kami dan minat mereka terhadap penelitian kami,” kata Jacob, seraya menambahkan bahwa kelompok tersebut telah menerima umpan balik yang menggembirakan tentang “penerapan yang lebih luas dan potensi dampak” dari pekerjaan ini di bidang limbah baterai dan elektronik.
Langkah selanjutnya yang dilakukan tim adalah mengoptimalkan proses sintesis ramah lingkungan untuk meningkatkan skalabilitas dan kelayakan ekonominya, dengan tujuan menghasilkan proses yang dapat diintegrasikan ke dalam infrastruktur daur ulang PV dan limbah elektronik yang ada. “Kami secara aktif mempertimbangkan komersialisasi untuk membawa kemajuan ini ke pasar dan memberikan dampak yang signifikan terhadap industri,” kata Jacob. “Kami juga menjajaki kemitraan dengan pemangku kepentingan industri dan investor untuk memulai penerapan skala besar.”
Konten ini dilindungi oleh hak cipta dan tidak boleh digunakan kembali. Jika Anda ingin bekerja sama dengan kami dan ingin menggunakan kembali sebagian konten kami, silakan hubungi: editors@pv-magazine.com.
Sumber dari majalah pv
Penafian: Informasi yang diuraikan di atas disediakan oleh pv-magazine.com secara independen dari Chovm.com. Chovm.com tidak membuat pernyataan dan jaminan mengenai kualitas dan keandalan penjual dan produk. Chovm.com secara tegas melepaskan tanggung jawab apa pun atas pelanggaran yang berkaitan dengan hak cipta konten.
