廢舊鉛酸電池新出路 南方科技大學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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隨著價格持續下降，鋰離子電池正迅速取代傳統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量突增，而如果回收不當，將對環境和人類造成危害。據外媒報道，為了解決這一問題，中國南方科技大學的研究人員開發出環保方法，將廢舊鉛酸電池中的鉛轉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。通過為回收鉛創造市場，光電探測器可促進循環經濟，且可用于各種應用，包括光通信、化學分析和成像。”
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量和純度水平。我們還表明，微晶可用于制造具有出色穩定性、可重復性和快速響應速度的光電探測器。”
舊電池的新用途
雖然廢舊鉛酸電池中的鉛可以回收利用，但大多數回收方法成本較高且具有各種缺點。蘇博士的研究團隊開發了一種更有效的策略，可以從鉛酸電池中發現的鉛糊狀物中生產PbI2。
為了從糊狀物中提取鉛，研究人員開發出一鍋法（one-pot process），只需要廉價、容易獲得的化學品即可。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，并使用半導體參數儀器作為電信號收集器對光電探測器的光響應進行了研究。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的開關比。
未來
研究人員正致力于擴大工藝以大量生產回收的PbI2。在商業化之前，回收的PbI2和由其制成的光電探測器需要由獨立測試機構和公司進行驗證。
圖片來源：期刊《Optics Letters》
蘇博士表示：“我們希望化工企業和下游企業能夠注意到我們的研究，從而將我們的技術推廣到市場。我們的綠色反應物回收方法或可用于其他領域，例如制造太陽能電池。”
(責任編輯：子蕊)
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