Науковці з дослідного центру у Юліху знайшли оригінальний спосіб отримання чистого свинцю для виробництва перовськітних сонячних елементів. Замість традиційного видобутку, вони придбали на аукціоні eBay історичні мушкетні кулі й повторно переробили їх у необхідний матеріал.
Чому переробка краща за видобуток
Стандартне добування свинцю завдає серйозної шкоди екосистемам та здоров’ю робітників. На противагу цьому, использовування вторинної сировини дозволяє отримати високочистий матеріал без негативних наслідків для довкілля. Як пояснює фізик Іан Маріус Пітерс, для перовськітних сонячних елементів необхідний йодид свинцю найвищої якості, проте традиційні промислові методи розчинення у азотній кислоті призводять до значного забруднення стічних вод.
Дослідники застосували альтернативний підхід: занурили історичні кулі у рідку ванну з хімічним розчинником та йодом. Пропускаючи електричний струм, вони окиснили метал й видалили домішки, отримавши яскраво-жовтий порошок йодиду свинцю з ефективністю 94%.
Досягнення еталонної чистоти
Навіть після первинної обробки матеріал містив залишки міді, срібла та цинку. Щоб досягти необхідної чистоти для сонячних панелей, вчені розчинили порошок у рідині й поступово нагрівали його. При підвищенні температури молекули свинцю кристалізувалися, а небажані металічні домішки фізично видалялися. Результатом стало отримання продукту з рівнем чистоти 99,999%, що відповідає галузевому стандарту.
З цього матеріалу виготовлені функціональні перовськітні сонячні елементи продемонстрували ефективність перетворення сонячного світла на електрику у 21%.
Величезний потенціал вторинної сировини
На сьогодні промислові потужності викидають близько 40% всіх свинцевих відходів. Лише з електронних відходів щорічно у навколишнє середовище потрапляють мільйони тонн цього токсичного елемента. Автори дослідження впевнені, що переробка таких накопичень може стати джерелом чистої енергії для майбутнього.
Це дослідження проілюстрував новий підхід до циркулярної економіки: замість екологічно шкідливого видобутку, відходи минулих століть перетворюються на матеріали для сучасних енергетичних технологій. Результати роботи опубліковані в журналі Cell Reports Physical Science.
