废旧太阳能板硅制钯催化剂！稳定耐用循环超5次

近年来，随着全球推广新能源技术，太阳能面板的使用量持续增长，但与此同时，报废面板的处理问题也愈发引人关注。来自意大利地中海大学、佩鲁贾大学以及意大利国家新技术、能源与可持续经济发展局（ENEA）的科研团队，成功开发了一种将废旧太阳能面板硅质材料重新利用的新方法，并结合钯纳米粒子，研制出一种全新催化剂。相关研究成果已发表于《绿色化学》。

废硅的新生：钯催化剂的创新利用

研究团队通过技术攻关，创造了一种基于钯纳米粒子的新型催化系统，并将其附着在废旧太阳能面板上回收的硅材料上。在此系统中，钯负责催化活性，而经过处理的硅则充当稳定、可重复使用的支撑材料。这个催化剂主要用于常见于药物及精细化工的交叉偶联反应。

催化剂的制作过程

为准备这种催化剂，研究人员首先对废弃光伏模块的前端玻璃进行加热，使其中的乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)封装材料软化，然后将剩余的层压结构切割成小块。在60摄氏度条件下，通过四氢呋喃溶剂处理，将硅电池片从其他材料中分离出来。

接着，他们进行了两步化学浸出处理。第一步，利用氢氧化钠溶解铝背电极；第二步，通过硝酸去除硅片上的银导电条触点。经过清洗后，硅片在500摄氏度下进行热处理，再经球磨加工成纯度为86%的细粉。

此硅粉悬浸于二乙二醇中，并与钯前体物质结合。随后在130摄氏度下以氩气环境加热，使钯纳米粒子沉积到硅粉表面。

性能对比：回收与商业硅材料展示相近优势

新催化剂被命名为Pd/Si_EoLPV。为了验证其实用性，研究人员将其性能与基于商业冶金级硅粉制作的参考催化剂进行对比研究。结果表明，基于回收材料制作的催化剂表现出与参考催化剂近似的催化性能。

具体数据方面，测试显示回收硅催化剂在连续六次反应循环后依然稳定，其钯元素流失量低于每百万分之三。这一性能表现出5,820的转换次数以及每小时582的转换频率。

在克级实验中，该催化剂通过五次回收循环生产了48.5毫摩尔的化学产物，并实现了高达97%的分离产率，同时其E因子为9。这不仅表明催化剂拥有高效能，还在一定程度上降低了环境负担。

此外，研究团队还利用该催化剂合成了22种含有不同碘化芳烃和烯烃的化学底物，其中部分是药物分子中间体，比如抗艾药物利匹韦林、Lp-PLA2酶抑制剂，以及甲基-2-阿魏酸酯等。

对国内相关行业的启示

这项研究不仅展示了资源循环利用的可能性，也为昂贵材料的替代提供了新方向。对于国内相关行业来说，这种利用废旧太阳能面板硅质材料开发新型化学催化剂的方法，展现出绿色化学与资源再利用的高度契合。随着中国新能源产业快速发展，未来废弃太阳能板的循环利用或将成为重要技术课题。不管是化工行业还是新能源企业，都应关注类似动态与技术合作，积极探索更高效、更环保的处理方案。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/silicon-pd-catalyst-shows-5x-reuse.html