Ученые предложили способ переработки старых солнечных панелей

Ученые предложили способ переработки старых солнечных панелей

Специалисты Томского политехнического университета и Севастопольского государственного университета предложили двухэтапный способ переработки отслуживших солнечных панелей с получением карбида кремния. Это твердый, термостойкий и устойчивый к коррозии материал с высокой теплопроводностью, который применяется при изготовлении абразивов, огнеупорных изделий, керамики, нагревательных элементов и компонентов силовой электроники.

Для апробации метода использовалась отслужившая поликристаллическая солнечная панель. Сначала с помощью пиролиза ее нагрели до 500 °C, чтобы отделить от полимерной прослойки кремний. Затем кремнийсодержащий материал смешали с техническим углеродом и с помощью безвакуумной электрической дуги при температуре 1800 °C получили карбид кремния. Весь процесс занял одну минуту.

По расчетам ученых, средний выход углеродного остатка составил 45,8% от массы обрабатываемого материала. Максимальная концентрация метана в газовой смеси достигла 5% об., угарного и углекислого газов — примерно 0,6%. Предварительный пиролиз также позволил устранить фазу силицида железа в конечном продукте, что снизило количество нежелательных примесей и повысило долю целевого карбида кремния.

В ходе дополнительных исследований ученые выяснили, как количество углерода влияет на образование карбида кремния. При увеличении его содержания в исходной смеси от нуля до 30% доля карбида кремния в твердом продукте выросла с 46 до 61%. Содержание свободного кремния снизилось с 19,7 до 8,3%, а доля диоксида кремния — с 3% до следовых количеств.