Ученые превращают старые солнечные панели в инструмент для преобразования CO₂ в полезные химикаты

CO₂ в выхлопных газах тепловой электростанции реагирует с отходами кремния, извлеченными из отработавших фотоэлектрических (PV) панелей, образуя органические соединения и пористый кремнезем. Автор: Yokohama National University

Сотни лет назад алхимики пытались превратить свинец в золото. Сегодня ученые нашли способ преобразовывать углекислый газ (CO₂) — один из основных парниковых газов — в ценные органические соединения, используя отработавшие солнечные панели.

Для смягчения последствий изменения климата необходимо не только сократить выбросы парниковых газов, но и разработать методы их улавливания и переработки. Команда химиков из Университета Йокогамы, компании Electric Power Development Co. и Центра исследований возобновляемой энергии AIST предложила инновационный подход, объединяющий две экологические проблемы: избыток CO₂ и утилизацию старых солнечных панелей.

Результаты исследования были опубликованы 14 июля в журнале ACS Sustainable Resource Management.

«В этом исследовании мы совместили переработку кремниевых пластин из отработавших солнечных панелей с преобразованием CO₂ из выхлопных газов тепловой электростанции. Отходы кремния выступают в роли восстановителя CO₂ до органических соединений», — пояснил Кен Мотокура, профессор кафедры химии и наук о жизни Университета Йокогамы.

СЭМ-изображения (A) порошка Si-1, (B) восстановленного порошка после каталитической реакции с Si-1, (C) порошка Si-2(HCl), (D) восстановленного порошка после реакции с Si-2(HCl) и (E) изотермы адсорбции-десорбции N₂ для Si-2(HCl). Автор: ACS Sustainable Resource Management (2025). DOI: 10.1021/acssusresmgt.5c00056

Кремниевые пластины из старых панелей могут быть эффективно использованы для донорства электронов CO₂, что позволяет синтезировать более сложные органические соединения. Изначально выход муравьиной кислоты был нестабильным, но предварительная обработка порошка кремния соляной кислотой (HCl) позволила увеличить эффективность реакции до 73%. Также в присутствии аминов удалось получить формамид — еще одно ценное соединение.

По оценкам Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), к 2050 году в мире накопится 60–78 млн тонн отработавших солнечных панелей. Ученые надеются, что их метод вдохновит дальнейшие исследования по переработке отходов и превращению их в полезные ресурсы.

Дополнительная информация: Ken Motokura et al, Conversion of CO2 in Exhaust Gas to Formic Acid and Formamides with Wasted Silicon Recovered from End-of-Life Solar Panels, ACS Sustainable Resource Management (2025). DOI: 10.1021/acssusresmgt.5c00056