سولارابيك، نيويورك، أمريكا – 13 فبراير 2025 : قدم مجموعة من الباحثين من جامعة كورنيل في الولايات المتحدة وجامعة لينشوبينغ في السويد بحثاً تضمن طريقة جديدة قابلة للتطوير لإعادة تدوير خلايا بيروفسكايت الكهروضوئية باستخدام طريقة مائية، مما يوفر حلاً صديقًا للبيئة يقلل من النفايات في نهاية عمر الخلايا ويحافظ في الوقت نفسه على أدائها.
إعادة التدوير المائي بالمذيبات الخضراء
على عكس طرق إعادة التدوير التقليدية التي تعتمد على المذيبات السامة أو العمليات التي تتطلب كثافة طاقة عالية، تعتمد استراتيجية إعادة التدوير الجديدة على المذيبات الخضراء لاستعادة جميع المكونات القيمة من نفايات البيروفسكايت بما في ذلك البلورات عالية الجودة بحيث يمكن إعادة دمجها في خلايا كهروضوئية جديدة دون فقد كبير في الكفاءة.
وتتم عملية إعادة تدوير طبقة البيروفسكايت المحتوية على الرصاص باستخدام محلول مائي ، حيث تم إضافة ثلاثة مواد مضافة منخفضة التكلفة (أسيتات الصوديوم، يوديد الصوديوم، وحمض الفوسفور الساكن) لمعالجة التحديات المتعلقة بالذوبان والنقاء والاستقرار. نظرًا لأن الماء يظهر قدرة محدودة على إذابة يوديد الرصاص، تم إدخال أيونات الأسيتات التي تتفاعل بسهولة مع أيونات الرصاص مكونة أسيتات الرصاص القابلة للذوبان. أظهرت التجارب أن إضافة أسيتات الصوديوم يساعد بشكل فعال في ذوبان يوديد الرصاص في الماء.
وقال “فنغ تشي يو”، أستاذ نظم الطاقة الهندسية في جامعة كورنيل والمشرف الرئيسي على الدراسة: “توفر هذه الدراسة مسارًا مستدامًا للمستقبل بالنسبة لتقنيات خلايا البيروفسكايت. من خلال استخدام طريقة إعادة التدوير المائية، يمكننا استعادة المواد الأساسية بشكل فعال، وتقليل النفايات السامة، وتعزيز الاستدامة الدائرية في صناعة الطاقة الشمسية.”
فرص بيئية واقتصادية
وقد تضمن البحث تحليلًا شاملاً لاستدامة هذه الطريقة، أظهر أن طريقة إعادة التدوير الجديدة تقلل من استنزاف الموارد بنسبة 96.6% وتأثير السمية بنسبة 68.8% مقارنةً بخيار التخلص من خلايا البيروفسكايت بواسطة الدفن، علاوة على ذلك، انخفضت تكلفة الكهرباء المستوية (وهي مقياس رئيسي للجدوى الاقتصادية) بنسبة 18.8% في الأنظمة على نطاق المرافق، و20.9% في الأنظمة السكنية، مما يدل على أن العملية قابلة للتطبيق بيئيًا واقتصاديًا.
وتعد خلايا البيروفسكايت الكهروضوئية واحدة من التقنيات الواعدة للطاقة الشمسية من الجيل القادم، حيث تقدم كفاءة عالية وتكلفة منخفضة في التصنيع مقارنةً بالخلايا الشمسية التقليدية المعتمدة على السيليكون. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات كبيرة تتعلق بالاستدامة مثل السمية، وقلة خيارات إعادة التدوير، واستنزاف الموارد، مما يعيق تبنيها على نطاق واسع.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: جامعة كورنيل
