Badacze z Uniwersytetu w Linköping przedstawili innowacyjne podejście do recyklingu ogniw słonecznych z perowskitu, które pozwala na odzyskanie wszystkich ich części bez stosowania szkodliwych substancji. Zwykle używa się do tego dimetyloformamidu (DMF), który jest niebezpieczna dla środowiska i potencjalnie rakotwórczy. Nowa technologia wykorzystuje wodę jako rozpuszczalnik, co czyni proces znacznie bezpieczniejszym i bardziej przyjaznym dla środowiska.
Perowskitowe ogniwa słoneczne wskrzeszane, nie wyrzucane
Energetyka słoneczna stała się jednym z najszybciej rozwijających się sektorów OZE (odnawialnych źródeł energii), jednak jej dalsza ekspansja napotyka istotne wyzwania. Obecnie stosowane krzemowe panele słoneczne mają żywotność wynoszącą 25-30 lat, po czym ich sprawność spada, a same moduły stają się trudnymi do utylizacji odpadami. Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (IRENA) szacuje, że do 2050 roku świat będzie musiał uporać się z nawet 78 milionami ton zużytych paneli fotowoltaicznych.
Czytaj też: Perowskity znów zadziwiają świat nauki. Berlińscy naukowcy osiągają kolejny kamień milowy
Brak efektywnej technologii recyklingu sprawia, że wiele zużytych paneli trafia na wysypiska, tworząc ogromne góry elektrośmieci. Jak podkreśla Xun Xiao, postdoktorant na Uniwersytecie w Linköping, obecnie nie ma sprawnych metod radzenia sobie z odpadami fotowoltaicznymi, co prowadzi do marnowania cennych surowców i niepotrzebnego obciążenia środowiska.
Zespół badawczy opracował nowatorską metodę, która pozwala na recykling perowskitowych ogniw słonecznych bez stosowania toksycznych rozpuszczalników. Opiera się ona nie na DMF, a na wodzie jako rozpuszczalniku, co czyni ją nie tylko bardziej ekologiczną, ale także tańszą i łatwiejszą do wdrożenia w przemyśle. Co więcej, naukowcy udowodnili, że perowskit odzyskany z tego procesu zachowuje wszystkie swoje właściwości i może być ponownie wykorzystany do budowy nowych ogniw słonecznych.
Eksperci przewidują, że metoda ta może znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle, zwłaszcza w kontekście gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. Jak zaznacza Feng Gao, profesor optoelektroniki na Uniwersytecie w Linköping:
Musimy brać recykling pod uwagę już na etapie projektowania nowych technologii słonecznych. Jeśli nie mamy skutecznej metody ich odzysku, być może w ogóle nie powinniśmy wprowadzać ich na rynek.
Jest to ważne podejście, które pozwoli uniknąć powtórzenia błędów znanych z historii przemysłu elektronicznego – gigantyczne ilości elektrośmieci są już dziś ogromnym problemem dla środowiska, a bez skutecznych metod recyklingu nowych technologii problem ten będzie tylko narastać.
Naukowcy planują dalsze prace nad skalowaniem metody do zastosowań przemysłowych. W dłuższej perspektywie ogniwa z perowskitu mogą stać się ważnym elementem globalnej sieci energetycznej, zwłaszcza gdy infrastruktura i łańcuchy dostaw zostaną odpowiednio rozwinięte. Odkrycie to, opublikowane w czasopiśmie Nature, to nie tylko przełom naukowy, ale także ogromna szansa dla przemysłu i środowiska.