一项由蔚山国家科学技术研究所（UNIST）进行的研究实现了直到最近还被认为不可行的目标：利用从回收的太阳能电池板中提取的硅（Si），从氨（NH₃）中生成清洁氢气。
这一突破不仅能生产无排放且无需额外分离的氢气，还生成了氮化硅（SiN），这是制造可充电电池的关键材料。
清洁、高效和低温的过程
该系统在封闭且无排放的环境中运行，温度仅为50°C，远低于当前工业方法所需的400至600°C。
这种热效率为分散式设施打开了大门，可适应小型或中型规模，无需复杂的基础设施。
太阳能废料的再利用：回收挑战的解决方案
随着光伏能源的指数级增长，退役的太阳能电池板已成为一个新兴问题。预计到2050年，这些废料将超过8000万吨。虽然其中的硅是可回收的，但由于成本和技术障碍，其回收一直受到限制。
由UNIST开发的方法将这些硅转化为活性剂，用于氢气生产过程中。在球磨机中与氨反应时，硅释放出氢气并转化为SiN，不产生有害气体或污染副产品。
最值得注意的是：回收的硅与商业硅一样有效，这打破了太阳能行业循环经济中的一个关键障碍。
SiN：具有高附加值的副产品
生成的氮化硅不是废料，而是锂离子电池的功能性材料。在最近的测试中，采用该材料的电池在1000次循环后仍保持超过80%的容量，这对于固定储能和电动交通等应用至关重要。
这减少了对关键原材料如钴的依赖，并降低了成本。
经济和环境影响
经济分析表明，考虑到SiN的销售，氢气的生产成本可能为负（约为–6.75欧元/千克）。
也就是说，该过程自我融资，使其成为无需补贴的可行替代方案。
与全球能源转型一致的解决方案
这种创新在当前背景下完美契合，当前对能源和工业部门脱碳的压力日益增大。
欧盟通过关键原材料法规等法规，推动使用绿色氢气和回收战略材料。
此外，作为能源载体的氨的使用正在获得关注。像日本和韩国这样的国家已经在发电厂和海运中进行试验，利用其高能量密度和现有基础设施。然而，由于热要求，从NH₃释放氢气一直是瓶颈。这种新的、更温和的方法开辟了前所未有的技术和经济可能性。
为循环未来提供具体方案
UNIST的方法结合了三大领域的最佳实践：可再生能源、技术废料回收和电动交通。如果智能扩展，可能会：
- 大规模回收太阳能电池板
- 生产无排放的分布式氢气
- 提供电池关键材料
- 降低成本并创造附加值
总之，这不仅仅是实验室的好奇心，而是一个实用、可扩展和变革性的解决方案，以推进更清洁、智能和循环的能源模型。正是建设宜居未来所需的。
