Atık güneş panellerinden hidrojen ve batarya malzemesi üretildi

Güney Kore’deki Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST) araştırmacıları, ömrünü tamamlamış güneş panellerinde bulunan silikonu geri dönüştürerek yüksek saflıkta hidrojen ve ikinci nesil batarya malzemesi elde etmeyi başardı.

Araştırma ekibi, geleneksel olarak amonyaktan (NH₃) hidrojen (H₂) elde etmek için kullanılan yüksek sıcaklıklı yöntemlerin aksine, mekanokimyasal bir süreç geliştirdi. “Mekanokimyasal NH₃–Si (MAS) reaksiyonu” olarak adlandırılan bu yöntem, yaklaşık 50 °C gibi düşük bir sıcaklıkta çalışıyor ve kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için mekanik enerji kullanıyor.

Bu sayede enerji tüketimi ciddi oranda azalırken, ortaya çıkan hidrojenin saflığı yüzde 100 seviyesinde ölçüldü. Yani ek saflaştırma adımlarına gerek kalmadan doğrudan kullanılabilir hidrojen elde ediliyor.

Atık güneş panelleri, yeni bir kaynağa dönüşüyor

Araştırmanın en dikkat çekici yönlerinden biri, hammadde olarak atık güneş panellerinden geri kazanılan silikonun kullanılması. Bu yaklaşım, hem artan fotovoltaik atıkların değerlendirilmesine katkı sağlıyor hem de yenilenebilir enerji döngüsüne sürdürülebilir bir çözüm sunuyor.

Dönüşüm sürecinde açığa çıkan yan ürün silisyum nitrür (Si₃N₄), yüksek performanslı lityum-iyon bataryalarda anot malzemesi olarak kullanılabiliyor. Laboratuvar testlerinde, süreç boyunca 102,5 mmol/saat oranında hidrojen üretimi sağlandı. Silisyum nitrür kullanılarak üretilen bataryalar ise 391,5 mAh/g kapasite, yüzde 80 kapasite koruma oranı ve yüzde 99,9 Coulomb verimliliği ile 1.000 çevrim sonunda dahi yüksek performans gösterdi.

UNIST ekibinin ekonomik analizine göre, bu yöntemde hidrojen üretim maliyeti kilogram başına –7,14 ABD doları seviyesine kadar düşebiliyor. Bu sonuç, sürecin yalnızca çevresel değil, ekonomik olarak da kazançlı hale gelebileceğini ortaya koyuyor.

Dünya 2050’ye kadar 80 milyon ton güneş paneli atığıyla karşılaşacak

Araştırmacılar, dünya genelinde 2050 yılına kadar yaklaşık 80 milyon ton fotovoltaik panel atığının oluşacağını öngörüyor.
UNIST ekibine göre bu yeni teknoloji, hem bu atık yükünü azaltmak hem de yeşil hidrojen üretimini desteklemek açısından önemli bir çözüm potansiyeli taşıyor.

UNIST’in geliştirdiği yöntem, atık yönetimi, hidrojen üretimi ve batarya teknolojilerini tek bir süreçte birleştirerek “döngüsel enerji ekonomisi” kavramına yeni bir boyut kazandırıyor. Eğer süreç endüstriyel ölçekte uygulanabilir hale getirilirse, gelecekte yenilenebilir enerji teknolojilerinin kendi atıklarını enerjiye dönüştürdüğü kapalı sistemler mümkün olabilir.

Bu yenilikçi yöntem, temiz enerji üretiminde atıkların yeniden değerlendirilmesini mümkün kılarak hem çevresel hem de ekonomik açıdan güçlü bir alternatif sunuyor. Uzmanlara göre, teknolojinin daha büyük ölçekte test edilmesi halinde, yeşil hidrojen üretiminde devrim niteliğinde bir gelişme yaşanabilir.