การกู้คืนเงินจากขยะ PV ผ่านกราฟีนสีเขียว

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเจมส์คุกได้พัฒนากระบวนการสังเคราะห์กราฟีนจากน้ำมันเปลือกส้มแมนดาริน ซึ่งจากนั้นพวกเขานำไปใช้ในการกู้คืนเงินจากวัสดุ PV ที่เป็นขยะ เพื่อสาธิตคุณภาพของเงินที่กู้คืนมาและกราฟีนที่สังเคราะห์ขึ้น พวกเขาได้สร้างเซ็นเซอร์โดพามีนที่รายงานว่ามีประสิทธิภาพเหนือกว่าอุปกรณ์อ้างอิง

ทีมจากมหาวิทยาลัยเจมส์คุกของออสเตรเลียได้สังเคราะห์ "อิสระ" กราฟีน โดยใช้น้ำมันเปลือกส้มแมนดารินปลอดสารพิษและสามารถหมุนเวียนได้ ซึ่งรายงานว่าสามารถนำไปใช้ในการกู้คืนเงินจากอุปกรณ์ PV ออร์แกนิกที่หมดอายุการใช้งานได้

“ไม่เพียงแต่กราฟีนจะมีคุณภาพสูงเท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถอันโดดเด่นในการกู้คืนเงินจากขยะพลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีการคัดเลือกอีกด้วย หนึ่งในการค้นพบที่น่าประหลาดใจที่สุดคือกราฟีนมีการคัดเลือกอย่างพิเศษในการกำหนดเป้าหมายเงิน” โมฮัน เจคอบ ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าว นิตยสาร pv.

จากนั้นจึงสาธิตคุณภาพของวัสดุที่กู้คืนและสังเคราะห์ในอุปกรณ์เซนเซอร์โดพามีน SPE ที่มีการเพิ่มปริมาณเงิน ซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเซนเซอร์โดพามีนอ้างอิงสองตัวที่ผลิตโดยไม่ใช้คอมโพสิตกราฟีนเงิน

การสังเคราะห์กราฟีน

ทีมวิจัยได้เริ่มดำเนินการวิจัยด้วยการสังเคราะห์กราฟีนโดยใช้ไมโครเวฟพลาสมาในสภาวะบรรยากาศ “ส่วนประกอบหลักของระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดไมโครเวฟความถี่ 2.45 GHz เครือข่ายจับคู่ ระบบทำความเย็น และห้องปฏิกิริยา” ทีมงานระบุ

การวิเคราะห์สเปกตรัมรามานของกราฟีนแสดงให้เห็น "จุดสูงสุด 2 มิติที่มีลักษณะเฉพาะ" ที่กำลังไมโครเวฟระหว่าง 200 วัตต์และ 1000 วัตต์ "ภาพจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่านแสดงให้เห็นระยะห่างระหว่างช่องว่าง 0.34 ซึ่งตรงกับค่าการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ที่คำนวณโดยใช้กฎของแบร็กก์" ทีมงานกล่าว

การกู้คืนเงินจาก PV

จากนั้นทีมงานได้กู้คืนเงินจากอุปกรณ์ PV อินทรีย์โดยการสกัดในสารละลายกรดไนตริก สารเคลือบ PV ประกอบด้วยอินเดียมทินออกไซด์ (ITO) สังกะสีออกไซด์ (ZnO) โมลิบดีนัมออกไซด์ (MoO3) และเงิน (Ag)

เมื่อการสกัดเสร็จสิ้นแล้ว สารละลายจะถูกทำให้เย็นลงและใช้เป็นสารละลายสต็อกเพื่อสร้าง SPE ที่เคลือบด้วยกราฟีน “หลังจากผ่านกระบวนการอิเล็กโทรดเป็นเวลา 10 นาที ความเข้มข้นของ Ag ลดลงเล็กน้อยเหลือ 1.69 ppm การลดลงนี้บ่งชี้ว่าไอออน Ag บางส่วนถูกทำให้ลดลงและสะสมอยู่บนพื้นผิวของอิเล็กโทรดระหว่างกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า หลังจากผ่านกระบวนการอิเล็กโทรดเป็นเวลา 20 นาที ความเข้มข้นของไอออน Ag ลดลงอีกเหลือ 1.62 ppm ซึ่งบ่งชี้ว่าความเข้มข้นของไอออน Ag ลดลงอย่างต่อเนื่อง” นักวิชาการกล่าว

“ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าระยะเวลาในการชุบด้วยไฟฟ้าที่นานขึ้นอาจนำไปสู่การลดลงของความเข้มข้นของเงินต่อไป” การสะสม Ag ได้รับการยืนยันด้วยการตรวจจับวอลแทมเมตริกแบบวนรอบ

“แม้จะมีสารประกอบอื่นๆ มากมายในสารละลาย PV ที่เป็นขยะ แต่กราฟีนก็แสดงให้เห็นถึงความสามารถอันน่าทึ่งในการแยกและกู้คืนเงินด้วยความแม่นยำสูง ประโยชน์สองประการนี้คือการผลิตกราฟีนอันทรงคุณค่าพร้อมกับกู้คืนเงินจากส่วนผสมที่ซับซ้อนอย่างเลือกสรร ถือเป็นผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นและคาดไม่ถึง” โมฮันกล่าว

ทีมวิจัยระบุว่าการศึกษาครั้งนี้ "เน้นย้ำถึงประสิทธิภาพอันน่าทึ่ง" ของกราฟีนในการกู้คืนโลหะมีค่า เช่น เงิน จากขยะอิเล็กทรอนิกส์

“เราเลือกที่จะสาธิตด้วยวัสดุ PV ที่เป็นขยะเนื่องจากขยะจากแผงโซลาร์เซลล์เป็นปัญหาที่เพิ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วเนื่องจากการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้น การกำจัดแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งประกอบด้วยโลหะมีค่า เช่น เงิน ก่อให้เกิดความท้าทายทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ ด้วยการมุ่งเน้นไปที่ขยะ PV เรามุ่งมั่นที่จะพัฒนาวิธีแก้ปัญหาที่ยั่งยืนซึ่งตอบสนองความต้องการเร่งด่วนของวิธีการรีไซเคิลที่มีประสิทธิภาพพร้อมทั้งกู้คืนทรัพยากรที่มีค่า” Jacob กล่าว

การสาธิตเซ็นเซอร์โดปามีน

เพื่อแสดงให้เห็นคุณภาพของวัสดุคอมโพสิตในการใช้งานจริง ทีมงานได้สร้างเครื่องตรวจจับอิเล็กโทรดกราฟีน-เงิน (SPE/กราฟีน-Ag) และเปรียบเทียบกับเครื่องตรวจจับ SPE เปล่าและเครื่องตรวจจับกราฟีน/SPE ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าอิเล็กโทรด SPE/กราฟีน-Ag แสดงให้เห็นถึง "การปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในกระแสสูงสุด" เมื่อเทียบกับตัวอย่างอีกสองตัว

นักวิจัยได้เสนอแนะการใช้งานอื่นๆ ของคอมโพสิตกราฟีน-เงิน เช่น การเคลือบป้องกันการกัดกร่อน หมึกนำไฟฟ้าสำหรับใช้กับอุปกรณ์แบบยืดหยุ่นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การเคลือบป้องกันจุลินทรีย์สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมชีวการแพทย์ รวมถึงเซ็นเซอร์สำหรับตรวจจับก๊าซ ไบโอโมเลกุล และสารมลพิษ

งานของพวกเขาได้รับการระบุรายละเอียดไว้ในเอกสาร “การสังเคราะห์กราฟีนสีเขียวเพื่อการกู้คืนเงินจากขยะโฟโตวอลตาอิกแบบกำหนดเป้าหมาย” ซึ่งตีพิมพ์ใน บรรยากาศ.

ผลตอบรับจากการวิจัยจนถึงปัจจุบันเป็นไปในทางบวก “งานของเราเพิ่งเริ่มดำเนินการ และเรารู้สึกประทับใจกับการตอบรับจากเพื่อนร่วมงานและความสนใจในการวิจัยของเรา” เจคอบกล่าว และเสริมว่ากลุ่มของเราได้รับคำติชมเชิงบวกเกี่ยวกับ “ความสามารถในการนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางยิ่งขึ้นและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้น” ของงานในด้านขยะแบตเตอรี่และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ขั้นตอนต่อไปของทีมคือการปรับปรุงกระบวนการสังเคราะห์สีเขียวให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดและความสามารถในการทำกำไร โดยมุ่งหวังที่จะให้กระบวนการนี้สามารถบูรณาการเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานด้านการรีไซเคิล PV และขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ได้ “เราพยายามอย่างเต็มที่ในการนำความก้าวหน้าเหล่านี้เข้าสู่ตลาดและสร้างผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออุตสาหกรรม” Jacob กล่าว “นอกจากนี้ เรายังกำลังสำรวจความร่วมมือกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมและนักลงทุนเพื่อนำร่องการนำไปใช้งานในระดับที่ใหญ่ขึ้น”

เนื้อหานี้ได้รับการคุ้มครองลิขสิทธิ์และไม่อาจนำไปใช้ซ้ำได้ หากคุณต้องการร่วมมือกับเราและต้องการนำเนื้อหาบางส่วนของเราไปใช้ซ้ำ โปรดติดต่อ: editors@pv-magazine.com

ที่มาจาก นิตยสาร pv

ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลที่ระบุไว้ข้างต้นจัดทำโดย pv-magazine.com โดยเป็นอิสระจาก Chovm.com Chovm.com ไม่รับรองหรือรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผู้ขายและผลิตภัณฑ์ Chovm.com ขอปฏิเสธความรับผิดชอบใดๆ ต่อการละเมิดลิขสิทธิ์ของเนื้อหา