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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(cè)器

時(shí)間:2023-02-06 08:45來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:劉麗婷
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       隨著價(jià)格持續(xù)下降，鋰離子電池正迅速取代傳統(tǒng)上用于汽車(chē)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(duì)環(huán)境和人類(lèi)造成危害。據(jù)外媒報(bào)道，為了解決這一問(wèn)題，中國(guó)南方科技大學(xué)的研究人員開(kāi)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(jiàn)波段工作的光電探測(cè)器。
圖片來(lái)源：期刊《Optics Letters》
 
       中國(guó)南方科技大學(xué)的研究小組組長(zhǎng)蘇龍興博士表示：“我們相信這種回收策略可以顯著減少?gòu)U鉛酸電池造成的鉛污。通過(guò)為回收鉛創(chuàng)造市場(chǎng)，光電探測(cè)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(cè)器的碘化鉛（PbI2）微晶的過(guò)程。
 
       蘇博士表示：“回收的PbI2微晶滿足制造光電探測(cè)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(cè)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(diǎn)。蘇博士的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(kāi)發(fā)出一鍋法（one-pot process），只需要廉價(jià)、容易獲得的化學(xué)品即可。該過(guò)程包括將糊狀物放入含有過(guò)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(guò)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(guò)濾混合物以獲得含鉛的澄清溶液。當(dāng)向溶液中加入過(guò)量的氫碘酸時(shí)，會(huì)形成黃色的PbI2沉淀，研究人員對(duì)沉淀進(jìn)行收集并在真空中干燥。
圖片來(lái)源：期刊《Optics Letters》
 
       然后，研究人員使用簡(jiǎn)單的旋涂工藝（spin-coating process），并使用通過(guò)該工藝生產(chǎn)的PbI2制造出光電探測(cè)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(hào)收集器對(duì)光電探測(cè)器的光響應(yīng)進(jìn)行了研究。制造出的PbI2光電探測(cè)器在10 V偏置電壓下顯示出1.06 nA的低暗電流和103的開(kāi)關(guān)比。
 
未來(lái)
 
       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(cè)器需要由獨(dú)立測(cè)試機(jī)構(gòu)和公司進(jìn)行驗(yàn)證。
圖片來(lái)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(chǎng)。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(yáng)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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