James Cook Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, mandalina kabuğu yağından grafeni sentezlemek için bir süreç geliştirdiler ve daha sonra bunu atık PV malzemesinden gümüşü geri kazanmak için kullandılar. Geri kazanılan gümüşün ve sentezlenen grafenin kalitesini göstermek için referans cihazlardan daha iyi performans gösterdiği bildirilen bir dopamin sensörü yaptılar.
Avustralya'nın James Cook Üniversitesi'nden bir ekip "bağımsız"ı sentezledi grafen ömrünün sonuna gelmiş organik PV cihazlardan gümüşün geri kazanılmasında kullanılabileceği bildirilen, toksik olmayan ve yenilenebilir mandalina kabuğu yağının kullanılması.
"Bu sadece yüksek kaliteli grafen elde etmekle kalmadı, aynı zamanda fotovoltaik atıklardan gümüşün seçici olarak geri kazanılması konusunda dikkate değer bir yetenek de gösterdi. En şaşırtıcı bulgulardan biri, grafenin gümüşü hedeflemede ne kadar olağanüstü seçici olduğuydu" dedi yazar Mohan Jacob. pv dergisi.
Daha sonra hem geri kazanılan hem de sentezlenen malzemelerin kalitesi, gümüş grafen kompoziti olmadan yapılan iki referans dopamin sensöründen daha iyi performans gösteren, gümüşle zenginleştirilmiş bir SPE dopamin sensörü cihazında gösterildi.
Grafen sentezi
Ekip, atmosferik koşullarda "aşağı akışlı mikrodalga plazma kullanarak" grafeni sentezleyerek araştırmaya başladı. "Sistemin ana bileşenleri arasında 2.45 GHz mikrodalga jeneratörü, eşleşen bir ağ, bir soğutma sistemi ve bir reaksiyon odası yer alıyor" dedi.
Grafenin Raman spektrum analizi, 2 W ila 200 W arasındaki mikrodalga güçlerinde "karakteristik bir 1000 boyutlu zirve" gösterdi. "Transmisyon elektron mikroskobunun görüntüleri, Bragg yasasıyla hesaplanan X ışını kırınımı değeriyle eşleşen 0.34'lük ara yer aralığını ortaya çıkardı. "dedi ekip.
PV'den gümüş kazanımı
Ekip daha sonra nitrik asit çözeltisinde süzme yoluyla organik PV cihazlarından gümüşü geri kazandı. PV kaplama indiyum kalay oksit (ITO), çinko oksit (ZnO), molibden oksit (MoO3) ve gümüş (Ag) içeriyordu.
Süzme işlemi tamamlandıktan sonra çözelti soğutuldu ve grafen kaplı bir SPE oluşturmak için stok çözelti olarak kullanıldı. "10 dakikalık elektrokaplamanın ardından Ag konsantrasyonu hafifçe 1.69 ppm'ye düştü. Bu azalma, elektrokimyasal işlem sırasında bazı Ag iyonlarının indirgendiğini ve elektrot yüzeyinde biriktiğini göstermektedir. 20 dakikalık elektrokaplamanın ardından Ag iyon konsantrasyonu 1.62 ppm'ye düştü, bu da Ag iyon konsantrasyonunda sürekli bir azalmaya işaret ediyor" dedi akademisyenler.
"Bu sonuçlar, daha uzun bir elektro birikim süresinin gümüş konsantrasyonunda daha fazla azalmaya yol açabileceğini gösteriyor." Ag birikmesi döngüsel voltametrik algılamayla doğrulandı.
"PV atık çözümünde çeşitli başka bileşiklerin varlığına rağmen, grafen, gümüşü yüksek hassasiyetle izole etme ve geri kazanma konusunda olağanüstü bir yetenek sergiledi. Mohan, "Gümüşü karmaşık bir karışımdan seçici olarak geri kazanırken değerli grafen üretmenin bu ikili faydası, heyecan verici ve biraz da beklenmedik bir sonuçtu" dedi.
Ekip, çalışmanın, e-atıktan gümüş gibi değerli metallerin geri kazanılmasında grafenin "dikkate değer etkinliğini vurguladığını" belirtti.
“Atık PV malzemesiyle gösteri yapmayı seçtik çünkü fotovoltaik atık, güneş enerjisinin giderek daha fazla benimsenmesi nedeniyle hızla büyüyen bir endişe kaynağı. Gümüş gibi değerli metaller içeren PV panellerin imhası hem çevresel hem de ekonomik zorluklar doğurmaktadır. PV atıklarına odaklanarak, değerli kaynakları geri kazanırken etkili geri dönüşüm yöntemlerine olan acil ihtiyacı karşılayan sürdürülebilir bir çözüm geliştirmeyi hedefledik” dedi Jacob.
Dopamin sensörü gösterimi
Ekip, kompozit malzemenin kalitesini gerçek dünyadaki bir uygulamada göstermek için bir grafen-gümüş elektrot (SPE/grafen-Ag) dedektörü yaptı ve bunu çıplak bir SPE dedektörü ve bir grafen/SPE dedektörüyle karşılaştırdı. Test sonuçları, SPE/grafen-Ag elektrotun diğer iki numuneyle karşılaştırıldığında "tepe akımında önemli bir iyileşme" sergilediğini gösterdi.
Araştırmacılar tarafından, korozyona dayanıklı kaplamalar, elektronik endüstrisinde esnek cihazların kullanımına yönelik iletken mürekkepler, biyomedikal endüstrilerinde kullanıma yönelik antimikrobiyal kaplamaların yanı sıra gazları, biyomolekülleri tespit etmek için sensörler gibi grafen-gümüş kompozitlerin diğer uygulamaları da önerildi. kirleticiler.
Çalışmaları, 2014 yılında yayınlanan "Fotovoltaik atıklardan gümüşün hedeflenen geri kazanımı için grafenin yeşil sentezi" makalesinde ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Chemosphere.
Şu ana kadar araştırmaya verilen yanıt olumlu oldu. Jacob, "Çalışmamız yeni çevrimiçi hale geldi ve meslektaşlarımızdan gelen yanıtlar ve araştırmamıza olan ilgileri karşısında şaşkına döndük" dedi ve grubun, çalışmanın "daha geniş uygulanabilirliği ve potansiyel etkisi" hakkında cesaret verici geri bildirimler aldığını ekledi. pil ve elektronik atık alanları.
Ekibin bir sonraki adımları, mevcut PV geri dönüşümü ve e-atık altyapısına entegre edilebilecek bir süreci hedefleyerek ölçeklenebilirliğini ve ekonomik uygulanabilirliğini geliştirmek için yeşil sentez sürecini optimize etmektir. Jacob, "Bu gelişmeleri pazara sunmak ve sektör üzerinde önemli bir etki yaratmak için aktif olarak ticarileştirmeye çalışıyoruz" dedi. "Ayrıca daha büyük ölçekli uygulamalara pilotluk yapmak için endüstri paydaşları ve yatırımcılarla ortaklıklar araştırıyoruz."
Bu içerik telif hakkıyla korunmaktadır ve tekrar kullanılamaz. Bizimle işbirliği yapmak ve içeriğimizin bir kısmını yeniden kullanmak istiyorsanız lütfen editors@pv-magazine.com adresiyle iletişime geçin.
Kaynaktan pv dergisi
Yasal Uyarı: Yukarıda belirtilen bilgiler Chovm.com'dan bağımsız olarak pv-magazine.com tarafından sağlanmaktadır. Chovm.com, satıcının ve ürünlerin kalitesi ve güvenilirliği konusunda hiçbir beyan ve garanti vermez. Chovm.com, içeriğin telif hakkıyla ilgili ihlallere ilişkin her türlü sorumluluğu açıkça reddeder.
