تشكل نفايات الطاقة الشمسية المستعملة معضلة حقيقية عالمية إلا أن عدد من الباحثين تمكنوا من الوصول إلى تقنية تدوير سيليكون الألواح الشمسية عبر تقنية إبداعية تمكّن من إعادة استعمال تلك المادة في تصنيع ألواح شمسية جديدة.

وتساعد التقنية الجديدة التي اختبرها الباحثون من معهد فرانتير ماتيريالز في جامعة ديكين الأسترالية بتفادي إهدار ملايين الأطنان من الخلايا الشمسية التي اقتربت من نهاية عمرها عبر إلقائها في النهاية بمكبات النفايات بدلا من الاستفادة منها بشكل أو بآخر.

واختبر الباحثون بنجاح تقنية جديدة في إعادة تدوير السيليكون في صناعة الألواح الشمسية من خلال إزالته من الألواح الشمسية المُستعملة وتحويله إلى مادة نانوية تربو قيمتها على 45 ألف دولار لكل كيلوغرام.

تطوير تقنية تدوير سيليكون الألواح الشمسية

وقال كبير الباحثين الذين توصلوا إلى تقنية إعادة تدوير السيليكون مخلص الرحمن: أنه لا يمكن إعادة استعمال هذه المادة دون تنقيتها إذ تصبح عالية التلوث عندما يصل عُمر الخلية الشمسية إلى 25 – 30 سنة.

وأضاف: وبناءً عليه تم تطوير تقنية لإعادة السيليكون المُجمع من الخلايا المُستعملة وبدرجة نقاء تزيد عن 99% في غضون يوم ودون الحاجة لمواد كيميائية ضارة مؤكدا أن هذه العملية الحرارية والكيميائية نظيفة ورخيصة وأكثر كفاءة من أي تقنية متداولة في السوق.

وأوضح مخلص الرحمن أن جزيئات السيليكون النانوية المُستخلصة من تلك العملية يتم جمعها بعد ذلك بوساطة الجرافيت من أجل إنتاج نوع جديد من أنود البطاريات الذي يضاعف سعة بطاريات الليثيوم أيون 10 مرات.

حيث قال: نستعمل جزيئات السيليكون النانوية لتطوير مواد البطارية مُنخفضة التكلفة التي ستساعد في إتاحة تقنية بطاريات عالية الأداء وذات عمر أطول وميسورة التكلفة ولا غنى عنها لقيادة التحول إلى الطاقة النظيفة في أستراليا.

نمو الطاقة الشمسية

و ُتصنع الخلايا الشمسية الكهروضوئية من مواد شبه موصلة وهي مكونات الألواح الشمسية التي تحول ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية.

والسيليكون أكثر مادة شبه موصلة مستعملة في الخلايا الشمسية فهو يشكل أكثر من 95% من الألواح الشمسية حاليا.

ووفقا لوكالة الطاقة الدولية فقد ارتفعت سعة الطاقة الشمسية بنسبة 22% بواقع 179 تيراواط/ساعة في عام 2021 مقارنة بالعام السابق (2020) فيما بلغت عام  2010 نحو  32.2 تيراواط/ساعة.

إعادة تدوير الألواح الشمسية

ووفقا للبيانات الصادرة عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة “آيرينا” ستبلغ قيمة المواد الخام القابلة للاسترداد من الألواح الشمسية عالميا نحو 450 مليون دولار بحلول نهاية العقد الجاري 2030.

وتشتمل عملية إعادة تدوير الألواح الشمسية على فصل الزجاج عن رقائق السيليكون بجانب فصل وتنقية خلايا السيليكون والمعادن مثل النحاس والرصاص والفضة والقصدير.

وبحسب تقرير صدر في عام 2021 من قِبل المختبر الوطني للطاقة المتجددة ومعهد بحوث الطاقة الكهربائية فإن أقل من 10% من وحدات الألواح الشمسية يخضع لإعادة التدوير في الولايات المتحدة الأميركية.

وقال مدير مركز أبحاث “إيه آر سي” للطاقة الآمنة والموثوقة البروفيسور ينغ تشين: التقنية التي طورتها جامعة ديكين -من بينها تنقية وإنتاج السيليكون النانوي ودمجه في تقنية بطارية جديدة هي خطوة كبيرة في مسار الجهود الرامية لمعالجة مشكلة نفايات الألواح الشمسية.

وأضاف تشين: أن السيليكون المُستخلص من الألواح الشمسية التي وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي يمكن أن يكون مصدرا مستداما وضخما للسيليكون النانوي لتلبية الطلب المستقبلي على المواد الخام المستعملة في البطاريات ما يساعد في نهاية المطاف على توفير الكهرباء للمنازل ووسائل النقل المختلفة.

المصدر: مواقع ألكترونية

اقرأ أيضاً.. محطات تحويل النفايات إلى كهرباء

صفحتنا على فيس بوك