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廢舊鉛酸電池新出路南方科技大學(xué)使用回收鉛制造光電探測器

時間:2023-02-06 08:45來源:蓋世汽車作者:劉麗婷

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隨著價格持續(xù)下降，鋰離子電池正迅速取代傳統(tǒng)上用于汽車和其他交通工具的鉛酸電池。因此廢舊鉛酸電池的數(shù)量突增，而如果回收不當(dāng)，將對環(huán)境和人類造成危害。據(jù)外媒報道，為了解決這一問題，中國南方科技大學(xué)的研究人員開發(fā)出環(huán)保方法，將廢舊鉛酸電池中的鉛轉(zhuǎn)化為在紫外可見波段工作的光電探測器。

圖片來源：期刊《Optics Letters》

中國南方科技大學(xué)的研究小組組長蘇龍興博士表示：“我們相信這種回收策略可以顯著減少廢鉛酸電池造成的鉛污。通過為回收鉛創(chuàng)造市場，光電探測器可促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，且可用于各種應(yīng)用，包括光通信、化學(xué)分析和成像。”

在期刊《Optics Letters》雜志中，蘇博士及其同事描述了他們從廢棄鉛酸電池中提取鉛，然后用它合成適用于光電探測器的碘化鉛（PbI2）微晶的過程。

蘇博士表示：“回收的PbI2微晶滿足制造光電探測器所需的質(zhì)量和純度水平。我們還表明，微晶可用于制造具有出色穩(wěn)定性、可重復(fù)性和快速響應(yīng)速度的光電探測器。”

舊電池的新用途

雖然廢舊鉛酸電池中的鉛可以回收利用，但大多數(shù)回收方法成本較高且具有各種缺點。蘇博士的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種更有效的策略，可以從鉛酸電池中發(fā)現(xiàn)的鉛糊狀物中生產(chǎn)PbI2。

為了從糊狀物中提取鉛，研究人員開發(fā)出一鍋法（one-pot process），只需要廉價、容易獲得的化學(xué)品即可。該過程包括將糊狀物放入含有過量檸檬酸一水合物、檸檬酸鈉二水合物和H2O2的混合溶液中。過量的二水檸檬酸鈉導(dǎo)致幾乎所有生成的檸檬酸鉛溶解在混合溶液中。然后過濾混合物以獲得含鉛的澄清溶液。當(dāng)向溶液中加入過量的氫碘酸時，會形成黃色的PbI2沉淀，研究人員對沉淀進(jìn)行收集并在真空中干燥。

圖片來源：期刊《Optics Letters》

然后，研究人員使用簡單的旋涂工藝（spin-coating process），并使用通過該工藝生產(chǎn)的PbI2制造出光電探測器。研究人員使用300 W Xe燈作為UV-Visible光源，并使用半導(dǎo)體參數(shù)儀器作為電信號收集器對光電探測器的光響應(yīng)進(jìn)行了研究。制造出的PbI2光電探測器在10 V偏置電壓下顯示出1.06 nA的低暗電流和103的開關(guān)比。

未來

研究人員正致力于擴(kuò)大工藝以大量生產(chǎn)回收的PbI2。在商業(yè)化之前，回收的PbI2和由其制成的光電探測器需要由獨立測試機(jī)構(gòu)和公司進(jìn)行驗證。

圖片來源：期刊《Optics Letters》

蘇博士表示：“我們希望化工企業(yè)和下游企業(yè)能夠注意到我們的研究，從而將我們的技術(shù)推廣到市場。我們的綠色反應(yīng)物回收方法或可用于其他領(lǐng)域，例如制造太陽能電池。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池回收鉛酸電池

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