قام باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا باقتراح نظام جديد لإعادة تدوير مواد بطاريات السيارات القديمة، وتحويلها إلى ألواح طاقة شمسية، ويعتبر هذا المشروع ناجحاً على جميع الأصعدة، كونه من ناحية أولى يقوم بإعادة تدوير الرصاص الموجود في البطاريات والذي يعد مصدراً محتملاً لحدوث التلوث، ومن ناحية ثانية يقوم بتصنيع ألواح شمسية طويلة الأمد تقوم بتوفير طاقة خالية من الانبعاثات الضارة.
تم نشر هذا البحث في مجلة (Energy and Environmental Science) من قبل كل من الأساتذة (أنجيلا م. بلشر) و(بولا ت. هاموند)، بمساعدة طالب الدراسات العليا (بو ين تشين) وثلاثة آخرين، وتقوم التقنية الجديدة على استخدام النوع الجديد من الخلايا الشمسية التي تحتوي على مركب يدعى البيروفسكايت ـ(perovskite) ، حيث شهد هذا النوع من الخلايا الشمسية تطوراً سريعاً منذ بدأ التجارب الأولية عليه، وحالياً أثبتت هذه الخلايا فعاليتها بحيث أصبحت تنافس بقوة جميع الأنواع الأخرى من الخلايا الشمسية.
تشير الأستاذة (بلشر)، وهي أستاذة الطاقة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، أن تقنية الخلايا الشمسية التي تعتمد على البيروفسكايت، تحولت إلى تقنية ذات كفاءة عالية خلال أقل من سنتين من اكتشافها، فحتى الآن استطاعت الخلايا الضوئية التي يدخل البيروفسكايت في تكوينها الوصول إلى كفاءة في تحويل الطاقة بنسبة تصل إلى أكثر من 19%، أي ما يعادل كفاءة العديد من الخلايا الشمسية التجارية ذات الأساس السليكوني.
تستخدم الخلايا الشمسية البيروفسكايتية الرصاص لتصنيعها، حيث تقترح الدراسة الجديدة، أن يتم إعادة تدوير الرصاص المستخرج من بطاريات السيارات القديمة، واستخدامه في تصنيع الألواح الشمسية، وبذلك فإن هذه العملية تمنع انتشار الغازات السامة الناتجة عن دفن الرصاص، وتقوم بتحويل الرصاص لألواح شمسية تقوم بإنتاج طاقة نظيفة للعديد من العقود القادمة.
تتكون المواد الضوئية البيروفسكايتية من طبقات رقيقة لا تتجاوز سماكتها النصف ميكرومتر، لذا فإن الرصاص المستخرج من بطارية سيارة واحدة، يمكن أن ينتج ألواح شمسية تكفي لتوفير الطاقة لما يقارب 30 أسرة، كما أن عملية إنتاج الخلايا الشمسية المعتمدة على البيروفسكايت تعتبر عملية بسيطة نسبياً ولا ينتج عنها أي ضرر، فهي لا تحتاج إلى درجات حرارة مرتفعة، فضلاً عن أن تصنيعها يحتاج إلى خطوات قليلة، إذا ما قورنت مع تصنيع الخلايا الشمسية التقليدية، وهذه المميزات يمكن أن تجعلها متوفرة بأسعار منخفضة نسبياً.
يقول الباحثون بأن السبب الذي دفعهم إلى استخدام رصاص بطاريات السيارات القديمة في تصنيع الخلايا الشمسية، يرجع لكون تكنولوجيا تصنيع البطاريات تتطور بشكل سريع، حيث يتم استخدام أنواع جديدة من البطاريات أكثر كفاءة من القديمة، مثل بطاريات ايونات الليثيوم التي بدأت تغزو الأسواق بسرعة، وبمجرد تطور تكنولوجيا البطاريات، سيتم الاستغناء عن حوالي 200 مليون بطارية تعتمد على الرصاص الحمضي في الولايات المتحدة، وهذا بحد ذاته سيتسبب بالكثير من المشاكل البيئية، ومع مرور الوقت سينشأ مخزون كبير من الرصاص الضار الغير مستخدم، أما في الألواح الشمسية المصنعة، فإن الطبقات التي تحتوي على الرصاص تكون مغلفة بالكامل بمواد أخرى، بحيث لا يمكن لهذا الرصاص أن يتسبب بالتلوث البيئي، وعندما تتلف هذه الألواح فمن الممكن أن يتم إعادة تدوير الرصاص الذي بداخلها ليتم استخدامه لاحقاً في إنتاج ألواح شمسية جديدة.
تأمل (بلتشر) بأن تقوم الأبحاث المستقبلة بتطوير الدراسات المتعلقة بالخلايا الشمسية البيروفسكايتية المعاد تدويرها، حتى يتم الوصول بهذه التكنولوجيا لأقصى كفاءة ممكنة، خاصة بعد أن بيّن هذا البحث أن كفاءة الرصاص المستخرج من البطاريات القديمة، تعادل تماماً كفاءة الرصاص الجديد فيما يخص إنتاج الخلايا الشمسية البيروفسكايتية.
الجدير بالذكر أخيراً، أن بعض الشركات تستعد بالفعل للإنتاج التجاري لألواح البيروفسكايت الشمسية، مما سيتطلب الحصول على مصادر جديدة للرصاص، لذا فإن العمل بآلية إعادة التدوير يمكن أن يوفر فوائد فورية، فضلاً عن أنه يجنّب عمال المناجم وصاهري المعادن من التعرض للأبخرة السامة الناتجة عن استخراج وصهر الحديد.