녹색 그래핀을 통한 PV 폐기물에서 은 회수 -

제임스 쿡 대학의 연구자들은 귤 껍질 오일에서 그래핀을 합성하는 공정을 개발했고, 이를 사용하여 폐 PV 재료에서 은을 회수했습니다. 회수된 은과 합성된 그래핀의 품질을 보여주기 위해, 그들은 기준 장치보다 성능이 뛰어난 것으로 알려진 도파민 센서를 만들었습니다.

호주 제임스쿡 대학의 한 팀이 "독립형" 그래 핀 수명이 다한 유기 PV 장치에서 은을 회수하는 데 사용될 수 있다고 알려진 무독성 및 재생 가능한 귤껍질 오일을 사용합니다.

“이것은 고품질 그래핀을 만들어냈을 뿐만 아니라, 태양광 폐기물에서 은을 선택적으로 회수하는 놀라운 능력을 보여주었습니다. 가장 놀라운 발견 중 하나는 그래핀이 은을 표적으로 삼는 데 얼마나 예외적으로 선택적이었는가 하는 것이었습니다.”라고 저자 Mohan Jacob이 말했습니다. pv 잡지.

회수된 재료와 합성된 재료의 품질은 은 강화 SPE 도파민 센서 장치에서 입증되었으며, 이는 은 그래핀 복합재 없이 제작된 두 개의 기준 도파민 센서보다 성능이 우수했습니다.

그래핀 합성

연구팀은 대기 조건에서 "하류 마이크로파 플라즈마를 사용하여" 그래핀을 합성하여 연구를 시작했습니다. "시스템의 주요 구성 요소는 2.45GHz 마이크로파 발생기, 매칭 네트워크, 냉각 시스템 및 반응 챔버를 포함합니다."라고 설명했습니다.

그래핀의 라만 스펙트럼 분석은 2W와 200W 사이의 마이크로파 전력에서 "특징적인 1000D 피크"를 보였습니다. "투과 전자 현미경의 이미지는 0.34의 간극 간격을 보여주었고, 이는 브래그의 법칙을 통해 계산된 X선 회절 값과 일치했습니다."라고 팀은 말했습니다.

PV에서 은 회수

그런 다음 팀은 질산 용액에서 침출을 통해 유기 PV 장치에서 은을 회수했습니다. PV 코팅에는 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 아연(ZnO), 산화 몰리브덴(MoO3) 및 은(Ag)이 포함되어 있습니다.

침출이 완료된 후, 용액을 냉각시키고 그래핀 코팅된 SPE를 생성하기 위한 스톡 용액으로 사용했습니다. 학자들은 "전착 10분 후, Ag 농도가 약간 감소하여 1.69ppm이 되었습니다. 이 감소는 전기화학적 공정 중에 일부 Ag 이온이 환원되어 전극 표면에 증착되었음을 시사합니다. 전착 20분 후, Ag 이온 농도가 1.62ppm으로 더욱 감소하여 Ag 이온 농도가 지속적으로 감소했음을 나타냅니다."라고 말했습니다.

"이러한 결과는 전기 도금 기간이 길어질수록 은 농도가 더욱 감소할 수 있음을 시사합니다." Ag 증착은 순환 전압 전류 검출을 통해 확인되었습니다.

"PV 폐기물 용액에 다양한 다른 화합물이 존재함에도 불구하고 그래핀은 높은 정밀도로 은을 분리하고 회수하는 놀라운 능력을 보였습니다. 복잡한 혼합물에서 은을 선택적으로 회수하는 동시에 귀중한 그래핀을 생산하는 이러한 이중 이점은 흥미롭고 다소 예상치 못한 결과였습니다."라고 Mohan은 말했습니다.

연구팀은 이 연구가 전자폐기물에서 은과 같은 귀중한 금속을 회수하는 데 있어 그래핀의 "놀라운 효과"를 강조한다고 밝혔습니다.

"태양광 에너지 채택이 증가함에 따라 광전지 폐기물이 빠르게 증가하는 우려 사항이므로 폐 PV 소재로 시연하기로 했습니다. 은과 같은 귀중한 금속이 포함된 PV 패널의 폐기는 환경적, 경제적 문제를 모두 야기합니다. PV 폐기물에 초점을 맞춤으로써 우리는 귀중한 자원을 회수하는 동시에 효과적인 재활용 방법에 대한 시급한 필요성을 해결하는 지속 가능한 솔루션을 개발하고자 했습니다."라고 Jacob은 말했습니다.

도파민 센서 시연

실제 응용 분야에서 복합 재료의 품질을 보여주기 위해 팀은 그래핀-은 전극(SPE/그래핀-Ag) 검출기를 만들어서 맨 SPE 검출기와 그래핀/SPE 검출기와 비교했습니다. 테스트 결과에 따르면 SPE/그래핀-Ag 전극은 다른 두 표본과 비교했을 때 "피크 전류가 상당히 향상"되었습니다.

연구자들은 그래핀-은 복합재의 다른 응용 분야로 부식 방지 코팅, 전자 산업에서 유연한 장치에 사용하기 위한 전도성 잉크, 생물 의학 산업에서 사용하기 위한 항균 코팅, 가스, 생체 분자, 오염 물질을 감지하는 센서 등을 제안했습니다.

그들의 작업은 태양광 폐기물에서 은을 목표 회수하기 위한 그래핀의 녹색 합성"이라는 논문에 자세히 나와 있습니다. 샴페인.

지금까지의 연구에 대한 반응은 긍정적이었습니다. Jacob은 "우리의 연구가 방금 온라인에 올라왔고, 동료들의 반응과 우리 연구에 대한 관심에 압도당했습니다."라고 말하며, 이 그룹은 배터리 및 전자 폐기물 분야에서 연구의 "더 광범위한 적용 가능성과 잠재적 영향"에 대한 격려적인 피드백을 받았다고 덧붙였습니다.

팀의 다음 단계는 확장성과 경제적 실행 가능성을 개선하기 위해 녹색 합성 프로세스를 최적화하여 기존 PV 재활용 및 전자 폐기물 인프라에 통합할 수 있는 프로세스를 목표로 하는 것입니다. Jacob은 "우리는 이러한 발전을 시장에 내놓고 산업에 상당한 영향을 미치기 위해 상용화를 적극적으로 검토하고 있습니다."라고 말했습니다. "또한 대규모 구현을 시범적으로 실시하기 위해 산업 이해 관계자 및 투자자와 파트너십을 모색하고 있습니다."