본 기사는 ENN이 전하는 최신 환경뉴스입니다. 앞으로 본지는 ENN은 물론 전세계 환경전문 언론에서 전하는 세계 환경문제도 함께 전달, 보도할 예정입니다. (편집자주)

 

 

 

차세대 태양 전지판의 재활용은 녹색 지구를 조성한다.

(재활용이 가능한 새로운 태양광 전지판으로 생산에 따른 에너지 소비와 이산화탄소 배출량을 줄임)

 

[2021년 6월25일 = ENN] 낡은 태양 전지판을 매립지에 버리는 것은 곧 전자 폐기물에 대한 역사로 기억될 것이다.

6월 24일 Nature Sustainability 에 발표된 Cornell 주도 연구에 따르면, 새로운 차세대 광발전의 태양 전지(photovoltaic solar cells) – 천연미네랄 티타산 칼슘과 같은 구조를 가진 결정질 물질군인 메탈 할라이드 페로브스카이트로 제작 - 에 대한 재활용 전략을 설계함으로써 녹색 산업에 환경 친화성을 더욱 강화할 것이라고 발표했다.

(페로브스카이트 태양 전지는 얇은 페로브스카이트 셀이 표준 실리콘 셀 위에 배치될 때 생성되는 직렬 형 태양 전지이며 페로브스카이트 세포는 페로브스카이트라고 불리는 광물의 특수한 결정 구조를 모델로 한 합성 물질로 만들어졌다.)

이 논문은 "여전히 ​​상업적 개발 단계에 있지만, 페로브스카이트 태양 전지판 재활용에 상당한 이점을 보여준다"고 Fengqi You, Roxanne E. 및 Michael J. Zak 공과 대학 에너지 시스템 공학 교수는 말했다.

"페로브스카이트 태양 전지판의 수명이 다하면 이런 종류의 전자 폐기물을 어떻게 처리되는가?"

Cornell Atkinson Center for Sustainability 의 교수 연구원이기도 한 You는 이렇게 말하며, “이것은 새로운 종류의 재료이다. 적절하게 재활용함으로써 우리는 이미 낮은 탄소 발자국(carbon footprint, 온실 효과를 유발하는 이산화탄소의 배출량)을 잠재적으로 줄일 수 있다.”라고 덧붙였다.

You는, “과학자들은 태양 전지를 설계할 때 성능을 고려한다.”며, "그들은 에너지 변환에 대한 효율성과 안정성을 연구하지만 종종 재활용을 위한 설계는 무시한다."고 말했다.

작년에 You와 그의 실험은 모든 페로브스카이트 구조를 포함하는 태양 전지판의 광전지 웨이퍼가 최첨단 결정질 실리콘으로 만든 광전지보다 성능이 우수하다는 것을 발견했다.

그리고 페로브스카이트-실리콘 탠덤 (셀이 팬케이크처럼 쌓여서 빛을 더 잘 흡수하는)은 성능이 매우 뛰어났다.

 

페로브스카이트 광전지 웨이퍼는 실리콘 기반 태양 전지판보다 페로브스카이트 태양 전지에 대한 모든 제조 공정에서 더 적은 에너지를 소비하기 때문에 초기 에너지 투자에서 더 빠른 수익을 제공한다.

Cornell Systems Engineering 박사 과정 학생인 Xueyu Tian과 케임브리지 대학의 Samuel D. St ranks가 공동 저술한 '페로브스카이트 태양광 모듈의 재활용 전략의 수명주기 평가' 논문에 따르면. 재활용된 페로브스카이트 태양 전지는 1차 에너지 소비를 72.6% 낮추고 탄소 발자국을 71.2 % 줄일 수 있어서 이들을 재활용하면 유지 가능성이 향상된다.

Tian은 “전지 생산에 필요한 에너지를 줄이면 에너지 회수 및 온실가스 배출이 크게 감소한다.”라고 말했다.

최고 성능의 재활용된 페로브스카이트 전지 구조는 약 1개월의 회수 기간과 탄소 발자국이 13.4g에 불과한 이산화탄소로 생산된 전력의 킬로와트 시간당 같은 출력으로 보상된다.

재활용하지 않은 새로운 페로브스카이트 태양 전지의 에너지 회수 시간과 탄소 발자국은 수명주기 동안 70일에서 13개월의 범위와 27.5에서 158.0g의 이산화탄소를 나타낸다.

오늘날 시장을 선도하는 실리콘 태양광 전지는 1.3~ 2.4년의 에너지 회수 기간을 기대할 수 있다. 초기 탄소 발자국은 22.1 ~ 38.1g의 이산화탄소이고 이는 킬로와트시 출력 당 같은 배출량이다.

“재활용은 페로브스카이트를 다른 모든 경쟁자보다 우월하게 만든다.”라고 Tian은 말했다.

재활용 인프라 개발 전략과 함께 정보에 따른 주와 연방 정책에 따라 광발전 태양 전지를 만드는 데 있어 환경적 영향을 더욱 완화할 수 있다.

You는 "효과적인 녹색 페로브스카이트 태양광 패널 산업의 진정한 가치는 재활용 프로그램에 의존할 수 있다."라고 말했다.

국립 과학 재단이 이 연구를 지원했다.

By Blaine Friedlander

 

다음은 ENN과 Cornell University가 전하는 뉴스링크입니다.

 

https://www.enn.com/articles/68132-recycling-next-generation-solar-panels-fosters-green-planet

https://news.cornell.edu/stories/2021/06/recycling-next-generation-solar-panels-fosters-green-planet

 

 

본지 객원기자(외신) 이상현 소개
 

 

서울 영동고등학교를 거쳐 미국 Beverly Hills 고등학교를 졸업하고 Parks College of Aviation & Engineering,에서 항공우주공학 석사를 취득했다.

미국의 McDonnell Douglas (현 The Boeing Company)와 NASA와의 연구 협업 및 파견 근무 등 다양한 경력을 거친 후 현재 국내 지에프오엔엠㈜ / 총괄사업 이사로 근무중이다.