持続可能な方向に進むことはより良い解決策ですが、再生可能エネルギー産業、特に太陽光パネルによって生成される廃棄物についてはどうでしょうか。この廃棄物による環境への負担を軽減するために、研究者はさまざまな方法を使用しています。最近、研究者はグリーングラフェンを使用して PV 廃棄物を銀に変換することを試みました。
ジェームズ・クック大学の研究者らは、ミカンの皮油からグラフェンを合成するプロセスを開発した。このプロセスは、太陽光発電廃棄物から銀を回収するために利用された。回収された銀と合成されたグラフェンの品質を実証するために、ドーパミンセンサーが作製された。
発表された報告書によると、合成されたグラフェンは高品質であり、銀を選択的に回収する優れた能力も示した。銀強化型SPEドーパミンセンサーデバイスでテストしたところ、銀グラフェン複合体を使用せずに作られたセンサーよりも優れた性能を発揮した。
グリーングラフェンを使用してPV廃棄物を銀に変換する実験の詳細
ステップ#1
最初のステップは、大気条件下で下流マイクロ波プラズマを使用してグラフェンを合成することから始まった。ラマンスペクトル分析により、研究者らは200Wから1000Wの範囲のマイクロ波出力で特徴的な2Dピークを発見した。
ステップ#2
研究チームは次に、硝酸溶液で銀を浸出させることにより、有機PVデバイスから銀を回収しました。浸出後、冷却された溶液は、グラフェンでコーティングされたSPEを作成するためのストックとして使用されました。10分間の電気めっき後、Ag濃度はわずかに低下し、約1.69 ppmになりました。
これは、銀イオンの一部が還元されて電極表面に析出したことを示しています。その後、20分後にはAgイオン濃度が1.62 ppmまで低下し、継続的な還元が示されました。
豆知識：太陽電池コーティングには、酸化亜鉛（ZnO）、銀（Ag）、酸化モリブデン（MoO3）、酸化スズ（ITO）が含まれています。
ステップ#3
次に、実際の用途における材料の量を例示するために、グラフェン-銀電極（SPE/Ag）検出器を作製した。そして、それを裸のSPE/グラフェン検出器と比較した。その結果、新しく開発された検出器は、他の2つの試料と比較して、ピーク電流が大幅に向上していることが示された。
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グラフェン銀濃縮物の応用
研究者らは、派生した材料の他の用途として以下を挙げています。
- 耐食性コーティング
- 電子産業におけるフレキシブルデバイス用導電性インク
- バイオメディカル産業向け抗菌コーティング
- 生体分子、汚染物質、ガスを検出するセンサー。
グリーングラフェンが太陽光発電廃棄物を銀に変換する仕組みを実証した研究は、これまでのところ好意的な反応を得ている。研究チームは現在、グリーン合成プロセスを最適化し、拡張性と経済的実現可能性を高めることを目指している。これにより、既存の太陽光発電リサイクルおよび電子廃棄物処理インフラに統合できるプロセスの開発を目指す。
