ابتكار يفتح الباب لإعادة تدوير كاملة للخلايا الشمسية البيروفسكايت

طور باحثون من جامعة كانازاوا اليابانية تقنية جديدة لإعادة تدوير الخلايا الشمسية المرنة من نوع البيروفسكايت، تتيح استعادة المعادن السامة والثمينة بكفاءة عالية في خطوة واحدة، بما يعزز استدامة تقنيات الطاقة الشمسية من الجيل التالي.

ويأتي هذا التطور في وقت تتزايد فيه أهمية تقنيات الطاقة المتجددة عالية الكفاءة، وعلى رأسها الخلايا الشمسية البيروفسكايت، التي تتميز بمرونتها وخفة وزنها وانخفاض تكلفتها وإمكانية استخدامها في تطبيقات متعددة، من الأجهزة القابلة للارتداء إلى المباني الذكية.

تحدي بيئي مع التوسع في الاستخدام

رغم المزايا الكبيرة لهذه التقنية، فإن اعتمادها على الرصاص (Pb) يثير مخاوف بيئية متزايدة، خاصة مع اقتراب هذه الخلايا من مرحلة الاستخدام التجاري الواسع، ما يجعل مسألة التخلص الآمن منها وإعادة تدويرها أولوية ملحة.

كما تحتوي هذه الخلايا على معادن ثمينة مثل الذهب (Au) والإنديوم (In)، ما يجعلها مصدرًا مهمًا للموارد الاستراتيجية إذا ما تم التعامل معها عبر تقنيات إعادة تدوير فعالة.

تقنية إعادة تدوير أحادية الخطوة

تمكن الفريق البحثي، بقيادة الأستاذ المشارك محمد شهيد الزمان والبروفيسور تيتسويا تايما، وبالتعاون مع باحثين آخرين، من تطوير طريقة تعتمد على معالجة كيميائية باستخدام حمض منخفض التركيز، إلى جانب عمليات امتصاص وفصل انتقائية.

وتسمح هذه التقنية باستخلاص المعادن المختلفة في خطوة واحدة فقط، دون الحاجة إلى عمليات متعددة معقدة، ما يقلل من النفايات الثانوية ويزيد من كفاءة العملية.

كفاءة استرداد مرتفعة

أظهرت النتائج تحقيق نسب استرداد عالية للغاية، بلغت نحو 99.7% للرصاص السام، و91.6% للذهب، و100% للإنديوم، سواء من الأجهزة الجديدة أو المتدهورة.

وتتميز الطريقة الجديدة بقدرتها على التعامل مع مختلف حالات الخلايا الشمسية، ما يجعلها قابلة للتطبيق في مراحل مختلفة من عمر المنتج.

نحو اقتصاد دائري في الطاقة الشمسية

أكد الباحثون، أن دمج تقنيات إعادة التدوير الفعالة مع عمليات تصنيع الخلايا الشمسية البيروفسكايت في المستقبل سيكون عنصرًا أساسيًا لضمان استدامة هذه التكنولوجيا.

وقال الباحثون إن هذا النهج يمثل خطوة مهمة نحو بناء اقتصاد دائري في قطاع الطاقة الشمسية، حيث يتم استرداد الموارد الحيوية وتقليل المخاطر البيئية في الوقت نفسه.

ويخلص الفريق إلى أن تطوير حلول إعادة تدوير فعالة سيعزز من فرص التوسع في استخدام الخلايا الشمسية البيروفسكايت، مع ضمان تقليل تأثيرها البيئي ودعم التحول نحو طاقة نظيفة ومستدامة عالميًا.