Le magazine Matériaux avancés publie des recherches intéressantes dans le domaine de l’énergie solaire. Une équipe de scientifiques de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche (A * STAR) et l’Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) auraient trouvé une panacée pour un problème croissant dans l’industrie alimentaire. panneaux solaires.
Une montagne de déchets provenant de panneaux solaires
Malgré l’importance de leur rôle dans le cycle de l’énergie propre dans notre société et notre économie, les panneaux solaires sont des éléments technologiques complexes qui, avec le temps, finissent par devenir de grandes feuilles de déchets électroniques volumineuses. ont terminé leur vie utile ou atteint la fin de son fonctionnement.
Tenant compte que peut travailler pendant environ 30 ans et qu’il s’agit d’un secteur en croissance ces dernières années, il est plus que clair que nous allons nous retrouver avec une gigantesque montagne de déchets provenant de panneaux solaires dans quelques années. En fait, les déchets de panneaux solaires en fin de vie dans le monde devraient atteindre 8 millions de tonnes d’ici 2030 et la 80 millions de tonnes d’ici 2050. Ce n’est pas un montant qui passe inaperçu.
« Nous avons montré que nous pouvions produire des matériaux précieux de haute qualité et utiles dans la fabrication de composants d’énergie renouvelable »
Jusqu’à présent, le recyclage des panneaux solaires est un processus complexe et coûteux, car les panneaux sont constitués de cellules solaires avec un mélange de aluminium, cuivre, argent, plomb, plastique et silicium (Le silicium représente 90 % des cellules solaires et finit généralement dans les décharges.) Séparer ces matériaux et les recycler chacun d’une manière unique est un processus trop complexe. compliqué et coûteux.
Comment résoudre ce problème?
Pour faire face à un nouveau Accident écologique, Cette équipe de scientifiques a développé une méthode qui transformerait des panneaux solaires anciens ou périmés en un nouveau matériau thermoélectrique de récupération d’énergie à haute performance qui réagirait en absorbant la chaleur et en la transformant en électricité.
« Cette étude démontre que la thermoélectricité est un terrain fertile pour le recyclage des défauts et des semi-conducteurs sensibles aux impuretés », a déclaré Ady Suwardi, chef d’équipe à l’Institut de recherche et d’ingénierie des matériaux (IMRE) d’A*STAR. « Notre objectif est créer des matériaux durablesprolonger le cycle de vie de divers produits et réduire les déchets pour cultiver une économie circulaire, et nous ne pouvons le faire qu’en nous associant à des instituts d’enseignement supérieur et à d’autres collaborateurs de l’écosystème R&D local », a ajouté Jing Wu, co-auteur du studio.
Pour identifier le combinaison idéale des matériaux, les scientifiques d’A*STAR et de l’Institute for High Performance Computing (IHPC) ont apporté leur domaine d’expertise en modélisation informatique et propriétés des matériaux pour les trouver.
A la recherche des meilleurs ‘ingrédients’
Recycler l’un de ses composants vitaux, le silicium, est un défi et, pour aggraver le problème, le silicium recyclé a des impuretés et des défauts, qui ne peut pas être utilisé pour créer des cellules solaires fonctionnelles. Les chercheurs ont profité de cette limitation pour créer une technologie dans laquelle l’incorporation d’impuretés et de défauts sert à améliorer le résultat au lieu de diminuer ses performances.
Comment transformer les vieilles cellules solaires en un matériau thermoélectrique amélioré ?
Les chercheurs ont broyé les cellules solaires en une poudre fine, leur permettant de conférer des propriétés thermoélectriques telles que la conversion d’énergie et l’efficacité de refroidissement au silicium mis au rebut. À ce sous-produit, ils ont ajouté de la poudre de phosphore et de germanium, dans le but de modifier ses propriétés d’origine avant de traiter le mélange de poudres par frittage par étincelle plasma à haute température. Qu’ont-ils obtenu ? Un matériau avec une des performances thermoélectriques plus optimisées, avec un facteur de mérite thermoélectrique record (zT) de 0,45 à 873Kqui est le meilleur parmi les thermoélectriques au silicium élémentaire.
La économie circulaire dans l’industrie des panneaux solaires serait possible grâce à cette nouvelle avancée.
« En tirant parti de nos techniques de récupération des ressources et en collaboration avec A * STAR, nous avons montré que nous pouvons produire des matériaux précieux de haute qualité et utiles dans la fabrication de composants d’énergie renouvelable, ce qui dans ce cas, est le développement d’un haut – un matériau thermoélectrique performant capable de collecter la chaleur et de la convertir en électricité », a déclaré Nripan Mathewsdirecteur du groupe des énergies renouvelables et de la production à faible émission de carbone à l’Institut de recherche sur l’énergie de NTU Singapour.
Le magazine Matériaux avancés publie des recherches intéressantes dans le domaine de l’énergie solaire. Une équipe de scientifiques de l’Agence pour la science, la technologie et la recherche (A * STAR) et l’Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapour) auraient trouvé une panacée pour un problème croissant dans l’industrie alimentaire. panneaux solaires.
