Nachhaltigkeit ist die bessere Lösung. Doch was ist mit dem Abfall, der von der erneuerbaren Energiewirtschaft, insbesondere von Solarmodulen, erzeugt wird? Um die Umweltbelastung durch diese Abfälle zu reduzieren, setzen Forscher verschiedene Methoden ein. Kürzlich wurde beispielsweise versucht, mithilfe von grünem Graphen PV-Abfälle in Silber umzuwandeln.
James Cook University Forscher entwickelten ein Verfahren, um Graphen aus Mandarinenschalenöl synthetisieren. Dieses wurde dann verwendet, um Silber aus dem Photovoltaik-Abfallmaterial zurückzugewinnen. Ein Dopaminsensor wurde hergestellt, um die Qualität des zurückgewonnenen Silbers und des synthetisierten Graphens nachzuweisen.
Dem veröffentlichten Bericht zufolge war das synthetisierte Graphen von hohe Qualität und zeigte auch eine gute Fähigkeit, Silber selektiv zurückzugewinnen. Beim Test in einem mit Silber verstärkten SPE-Dopaminsensorgerät zeigten sie eine bessere Leistung als die Sensoren, die ohne das Silber-Graphen-Komposit hergestellt wurden.
Details zum Experiment mit grünem Graphen zur Umwandlung von PV-Abfällen in Silber
Schritt #1
Der erste Schritt bestand darin, Graphen mithilfe von Mikrowellenplasma unter atmosphärischen Bedingungen zu synthetisieren. Mithilfe einer Raman-Spektrum-Analyse fanden die Forscher eine charakteristische 2D-Peak bei Mikrowellenleistung im Bereich von 200 W bis 1000 W.
Schritt #2
Anschließend gewann das Team Silber aus organischen PV-Bauelementen zurück, indem es es in einer Salpetersäurelösung auslaugte. Nach dem Auslaugen diente die abgekühlte Lösung als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines graphenbeschichteten SPE. Nach 10 Minuten galvanischer Abscheidung sank die Silberkonzentration leicht auf etwa 1.69 ppm.
Dies deutet darauf hin, dass einige Silberionen reduziert und auf der Elektrodenoberfläche abgelagert wurden. Nach 20 Minuten sank die Ag-Ionenkonzentration auf 1.62 ppm. zeigt eine kontinuierliche Reduzierung.
Schnelle Tatsache: PV-Beschichtung enthält Zinkoxid (ZnO), Silber (Ag), Molybdänoxid (MoO3) und Zinnoxid (ITO).
Schritt #3
Anschließend wurde ein Graphen-Silber-Elektrodendetektor (SPE/Ag) hergestellt, um die Materialmenge in realen Anwendungen zu veranschaulichen. Anschließend wurde er mit den unbeschichteten SPE/Graphen-Detektoren verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass die neu entwickelten Detektoren signifikante Verbesserungen des Spitzenstroms im Vergleich zu den beiden anderen Proben.
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Anwendung von Graphen-Silber-Konzentrat
Die Forscher schlugen folgende weitere Anwendungen des gewonnenen Materials vor:
- Korrosionsbeständige Beschichtungen
- Leitfähige Tinten für flexible Geräte in der Elektronikindustrie
- Antimikrobielle Beschichtungen für die biomedizinische Industrie
- Sensoren zur Erkennung von Biomolekülen, Schadstoffen und Gasen.
Die Forschung, die zeigt, wie grünes Graphen PV-Abfälle in Silber umwandelt, hat bisher positive Resonanz erhalten. Der nächste Schritt des Teams besteht nun darin, den grünen Syntheseprozess zu optimieren, um die Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Auf diese Weise streben sie einen Prozess an, der sich in das bestehende PV-Recycling integrieren lässt und E-Schrott Infrastruktur.
Quelle: Grüne Graphensynthese zur gezielten Rückgewinnung von Silber aus Photovoltaik-Abfällen
