लिथियम ऑयन बैटरी में उच्च शुद्धता के सिलिकॉन

• ऐसे पैनल तीस साल तक चलते हैं

• सिलिकॉन प्राप्त करने की तकनीक

• बैटरी की गुणवत्ता को बढ़ाने की सोच

राष्ट्रीय खबर

रांचीः सौर ऊर्जा अब दुनिया में अच्छी मांग पर है और पहले के मुकाबले उन सौर ऊर्जा पैनलों के दाम भी कम हुए हैं। इसके बाद भी पुराने पड़ चुके सौर ऊर्जा के इन पैनलों का कबाड़ एक परेशानी बढ़ाता है। अब सिंगापुर के वैज्ञानिकों ने लिथियम-आयन बैटरी में अपसाइक्लिंग के लिए ऐसे पुराने सौर पैनलों से उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन को पुनर्प्राप्त करने के लिए नई विधि विकसित की है।

नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी, सिंगापुर (एनटीयू सिंगापुर) के वैज्ञानिकों ने लिथियम-आयन बैटरी का उत्पादन करने के लिए एक्सपायर्ड सौर पैनलों से उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन को पुनर्प्राप्त करने की एक कुशल तरीका तैयार किया है जो बिजली इलेक्ट्रिक वाहनों की बढ़ती वैश्विक मांग को पूरा करने में मदद कर सकता है।

उच्च-शुद्धता सिलिकॉन सौर कोशिकाओं के बहुमत को बनाता है, फिर भी उन्हें आमतौर पर 25 से 30 वर्षों के बाद अपने परिचालन जीवनकाल के अंत में छोड़ दिया जाता है। एल्यूमीनियम, तांबा, चांदी, सीसा और प्लास्टिक जैसे अन्य सौर सेल घटकों से सिलिकॉन को अलग करना चुनौतीपूर्ण है। इसके अलावा, पुनर्नवीनीकरण सिलिकॉन में अशुद्धियां और दोष हैं, जो अन्य सिलिकॉन-आधारित प्रौद्योगिकियों के लिए अनुपयुक्त हो जाता है।

उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन को पुनर्प्राप्त करने के मौजूदा तरीके ऊर्जा-गहन हैं और अत्यधिक विषाक्त रसायनों को शामिल करते हैं, जिससे वे महंगे होते हैं और रिसाइकिलर्स के बीच उनके व्यापक रूप से अपनाने को सीमित करते हैं। इसी वजह से अब तक उनका इस्तेमाल नहीं किया जाता था। एनटीयू शोधकर्ताओं ने फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करके एक नई निष्कर्षण विधि के माध्यम से चुनौतियों का सामना किया, जो आमतौर पर खाद्य और पेय उद्योग में उपयोग किया जाता है।

एनटीयू दृष्टिकोण ने वर्तमान सिलिकॉन रिकवरी प्रौद्योगिकियों की तुलना में उच्च वसूली दर और शुद्धता का प्रदर्शन किया। यह प्रक्रिया भी अधिक कुशल है, जिसमें केवल एक अभिकर्मक (फॉस्फोरिक एसिड) शामिल है, जबकि पारंपरिक तरीकों में कम से कम दो प्रकार के रसायन (अत्यधिक अम्लीय और अत्यधिक क्षारीय) शामिल हैं। प्रोफेसर न्रीपन मैथ्यूज, ने कहा, सिलिकॉन रिकवरी के लिए हमारा दृष्टिकोण कुशल और प्रभावी दोनों है।

हमें कई रसायनों का उपयोग नहीं करना है।  रासायनिक कचरे के बाद के उपचार पर खर्च किए गए समय को कम करना। उसी समय, हमने ऊर्जा-गहन निष्कर्षण तकनीकों द्वारा उत्पादित लोगों की तुलना में शुद्ध सिलिकॉन की उच्च वसूली दर हासिल की। सौर ऊर्जा का उपयोग पिछले कुछ दशकों में चढ़ गया है, सौर पैनलों के लिए 30 वर्षों के सीमित जीवनकाल का मतलब है कि 78 मिलियन टन सौर पैनल 2050 तक समाप्त होने के कारण हैं। एनटीयू रिसर्च टीम का मानना है कि उनकी सिलिकॉन रिकवरी विधि संभावित रूप से एक लूप में संसाधनों को रखकर सौर पैनल कचरे की बढ़ती समस्या को हल कर सकती है।

एनटीयू अनुसंधान टीम का मानना है कि उनकी नई विकसित सिलिकॉन रिकवरी विधि उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन के लिए अपेक्षित मांग का समर्थन कर सकती है। एनटीयू दृष्टिकोण में पहले अपनी सतहों से धातुओं (एल्यूमीनियम और चांदी) को हटाने के लिए 30 मिनट के लिए गर्म पतला फॉस्फोरिक एसिड में समाप्त सौर सेल को भिगोना शामिल है।

धातुओं को पूर्ण हटाने के लिए ताजा फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करके इस प्रक्रिया को दोहराया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक और 30 मिनट के अंत में शुद्ध सिलिकॉन हासिल होता है। इस सिलिकॉन को एक लिथियम-आयन बैटरी एनोड में ऊपर उठाया गया और दक्षता के लिए परीक्षण किया गया, तो यह नए, व्यावसायिक रूप से खरीदे गए सिलिकॉन के समान प्रदर्शन किया।

अध्ययन के प्रमुख लेखक, डॉ। सिम यिंग, रिसर्च फेलो, एनर्जी रिसर्च इंस्टीट्यूट, ने कहा, हमारे अपसाइकल्ड सिलिकॉन-आधारित लिथियम-आयन बैटरी और नए खरीदे गए लोगों के बीच तुलनीय प्रदर्शन यह साबित करता है कि एनटीयू दृष्टिकोण संभव है। हम अपने तेजी से कल्पना करते हैं। और ईवी बैटरी के विकास के लिए एक सकारात्मक बढ़ावा देने के लिए सस्ता सिलिकॉन रिकवरी विधि। ईवीएस से अलग, थर्मोइलेक्ट्रिक डिवाइस जैसे संभावित अनुप्रयोग भी हैं।