废旧铅酸电池新出路 南方科技大学使用回收铅制造光电探测器
时间:2023-02-06 08:45来源:盖世汽车 作者:刘丽婷
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随着价格持续下降，锂离子电池正迅速取代传统上用于汽车和其他交通工具的铅酸电池。因此废旧铅酸电池的数量突增，而如果回收不当，将对环境和人类造成危害。据外媒报道，为了解决这一问题，中国南方科技大学的研究人员开发出环保方法，将废旧铅酸电池中的铅转化为在紫外可见波段工作的光电探测器。
图片来源：期刊《Optics Letters》
中国南方科技大学的研究小组组长苏龙兴博士表示：“我们相信这种回收策略可以显著减少废铅酸电池造成的铅污。通过为回收铅创造市场，光电探测器可促进循环经济，且可用于各种应用，包括光通信、化学分析和成像。”
在期刊《Optics Letters》杂志中，苏博士及其同事描述了他们从废弃铅酸电池中提取铅，然后用它合成适用于光电探测器的碘化铅（PbI2）微晶的过程。
苏博士表示：“回收的PbI2微晶满足制造光电探测器所需的质量和纯度水平。我们还表明，微晶可用于制造具有出色稳定性、可重复性和快速响应速度的光电探测器。”
旧电池的新用途
虽然废旧铅酸电池中的铅可以回收利用，但大多数回收方法成本较高且具有各种缺点。苏博士的研究团队开发了一种更有效的策略，可以从铅酸电池中发现的铅糊状物中生产PbI2。
为了从糊状物中提取铅，研究人员开发出一锅法（one-pot process），只需要廉价、容易获得的化学品即可。该过程包括将糊状物放入含有过量柠檬酸一水合物、柠檬酸钠二水合物和H2O2的混合溶液中。过量的二水柠檬酸钠导致几乎所有生成的柠檬酸铅溶解在混合溶液中。然后过滤混合物以获得含铅的澄清溶液。当向溶液中加入过量的氢碘酸时，会形成黄色的PbI2沉淀，研究人员对沉淀进行收集并在真空中干燥。
图片来源：期刊《Optics Letters》
然后，研究人员使用简单的旋涂工艺（spin-coating process），并使用通过该工艺生产的PbI2制造出光电探测器。研究人员使用300 W Xe灯作为UV-Visible光源，并使用半导体参数仪器作为电信号收集器对光电探测器的光响应进行了研究。制造出的PbI2光电探测器在10 V偏置电压下显示出1.06 nA的低暗电流和103的开关比。
未来
研究人员正致力于扩大工艺以大量生产回收的PbI2。在商业化之前，回收的PbI2和由其制成的光电探测器需要由独立测试机构和公司进行验证。
图片来源：期刊《Optics Letters》
苏博士表示：“我们希望化工企业和下游企业能够注意到我们的研究，从而将我们的技术推广到市场。我们的绿色反应物回收方法或可用于其他领域，例如制造太阳能电池。”
(责任编辑：子蕊)
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