Бібліографічний опис:
Свою назву сонячні елементи на основі гібридних органо-неорганічних перовскитів (ГОНП) отримали через те, що сам шар перовскита володіє кристалічною структурою, схожою з кристалічною решіткою мінералу перовскіту титаната кальцію CaTiO3 (Малюнок 1).
Мал. 1. Кристалічна структура сполук перовскитів
Типова формула сполуки перовскита, використовуваного в сонячній енергетиці, CH3 NH3 PbX3. де CH3 NH3 - метіламмонія іон, Pb - атом свинцю, а X - іон з числа галогенів (може бути як йод - I, Br - бром, так і Cl - хлор). Добре видно, що атоми метіламмонія (зелений) розташовані в вузлах слабо спотвореної решітки кубічного типу. У центрах псевдокубов лежать атоми свинцю (чорний) (в деяких сонячних елементах на основі ГОНП замість свинцю може бути використано олово). Атоми галогенів (синій) утворюють навколо атомів свинцю практично правильні октаедра, кілька розгорнуті і нахилені відносно ідеальних положень. Як правило, даний шар формується методом центрифугування з використанням діметіформаміда (DMF) як розчинник солі дийодиду свинцю PbI2 [1].
Методика отримання дийодиду свинцю складається з наступних етапів:
- Розрахунок мас реагуючих речовин з точністю до 0.1 мг з метою приготування розчинів із заданою концентрацією. Для отримання порошку дийодиду свинцю використовувалися наступні хімічні речовини:
- Дистильована вода (H2 O)
- Наповнення обсягу, в якому буде відбуватися реакція, дистильованою водою (H2 O) з наступним повним розчиненням в ній солі йодиду калію (KI). Для підвищення швидкості розчинення солі необхідно постійно перемішувати розчин, скляною паличкою до зникнення видимих кристалів солі [2].
- Додавання в розчин нітрату свинцю (Pb (NO3) 2). Рідина забарвлюється в яскраво-жовтий колір, як показано на малюнку. Молярне співвідношення йодиду калію і нітрату свинцю 1: 1. Відбувається наступна реакція (малюнок 2):
Мал. 2. Розчин нітрату свинцю і йодиду калію в дистильованої воді
4. Як видно з хімічної формули, що випав осад є дийодиду свинцю PbI2. Його необхідно витягти з отриманого обсягу шляхом випаровування рідини. В результаті повної просушки залишається жовтий порошок дийодиду свинцю (рисунок 3).
Мал. 3. дийодиду свинцю у вигляді порошку
Однак, як вже було зазначено раніше, головною перевагою сонячних елементів на основі гібридних органо-неорганічних перовскитів є той факт, що вони можуть бути виготовлені з поширених металів і промислових хімічних речовин. Таким чином, в якості джерел отримання необхідних компонентів можуть виступати промислові відходи, що містять свинець. Основною проблемою такого підходу є складність отримання і подальшої обробки. Однак, істотне зниження вартості кінцевого продукту, а також зниження навантаження на навколишнє середовище, дозволяє стверджувати, що такий спосіб може стати хорошою альтернативою існуючим методам отримання або відновлення свинцю [3].
Далі буде розглянуто спосіб отримання нітрату свинцю (Pb (NO3) 2) шляхом переробки пластин свинцю і діоксиду свинцю, витягнутих з старого автомобільного акумулятора.
- Вам потрібно буде вийняти з старого автомобільного акумулятора свинець. Для цього потрібно злити електроліт з акумулятора і потім кілька разів промити його дистильованою водою (H2 O). Після чого повністю заповнити обсяг акумулятора харчовою сіллю і залишити в такому стані на кілька днів.
- Висушений і промитий від харчової солі акумулятор слід розкрити, оголивши електродні панелі, і потім витягти електроди з корпусу. Потім слід витягти катод і анод і, не змішуючи їх, розкласти по ємностей, оскільки анод - це чистий свинець (Pb), а катод - діоксид свинцю (PbO2),
- Помістити катод - діоксид титану (PbO2) в піч на п'ять годин при температурі 600, що дозволить перетворити його в діоксид титану (PbO):
- Розчинити свинець з анода в азотній кислоті HNO3. а оксид свинцю - в оцтової кислоти CH3 CO2 H:
- Змішати отримані розчини з йодидом калію з метою випадання осаду дийодиду свинцю. Обидва розчину забарвлюються в яскраво-жовтий колір так само, як на малюнку 9:
Основні терміни (генеруються автоматично). дийодиду свинцю, нітрату свинцю, свинцю pbi2, солі дийодиду свинцю, синтезу дийодиду свинцю, отримання дийодиду свинцю, розчин нітрату свинцю, порошку дийодиду свинцю, атоми свинцю, діоксид свинцю, отримання нітрату свинцю, порошок дийодиду свинцю, атом свинцю, дийодиду свинцю pbi2, атомів свинцю, дийодиду свинцю, переробки пластин свинцю, діоксиду свинцю, відновлення свинцю, гібридних органо-неорганічних перовскитів.