• CNews FORUM 12 ноября
• CNews AWARDS 12 ноября
• Школа Роста
• Российский рынок облаков за 20 лет
• 30 лет рынку ERP в России
• Главные ИТ-сценарии 2026
• Цифровизация
• Импортозамещение
• Безопасность
• ИТ в госсекторе
• ИТ в банках
• ИТ в торговле
• Телеком
• Интернет
• ИТ-бизнес
• Рейтинги
• Инфографика

29 Сентября 2026 13:23 29 Сен 2026 13:23 |

Ученые Томского политехнического университета и Севастопольского государственного университета предложили двухэтапный способ переработки отслуживших солнечных панелей. В результате из отходов можно получить карбид кремния — ценный и востребованный материал для создания силовой электроники и огнеупорной керамики. Содержание карбида кремния в твердом продукте в ходе переработки новым методом достигло 61%. Об этом CNews сообщили представители Томского политехнического университета.

Исследование поддержано Министерством науки и высшего образования (№ FSWW-2025–0003). Результаты работы ученых опубликованы в журнале Silicon (Q2, IF: 4,1).

Солнечная энергетика считается экологически чистой, однако сами фотоэлектрические модули служат всего 20-30 лет. После окончания срока эксплуатации они превращаются в сложные многокомпонентные отходы, содержащие стекло, алюминий, кремний, медь, полимеры и другие элементы. Существует несколько методов переработки солнечных панелей (химический, термический, механический). Однако они требуют дорогих и токсичных реагентов и дают на выходе продукт низкого качества, который нельзя повторно использовать.

Ученые Томского политеха и СевГУ предложили метод двухстадийной переработки солнечных панелей с получением полезных материалов с высокой добавленной стоимостью — карбида кремния. Это твердый, термостойкий и устойчивый к коррозии материал с высокой теплопроводностью. Его применяют при изготовлении абразивов, огнеупорных изделий, керамики, нагревательных элементов и компонентов силовой электроники.

Для апробации нового метода ученые использовали отслужившую поликристаллическую солнечную панель. Сначала с помощью метода пиролиза ее нагрели до 500 °C, чтобы отделить от полимерной прослойки кремний, а затем кремнийсодержащий материал смешали с техническим углеродом и с помощью безвакуумной электрической дугой при температуре 1 800 °C получили карбид кремния. Весь процесс получения ценного соединения занял одну минуту.

«Пиролиз помог решить одновременно несколько задач: удалить мешающие дальнейшей переработке полимеры, получить твердый углеродный остаток и собрать газообразные продукты. По нашим расчетам, средний выход углеродного остатка составил 45,8 % от массы обрабатываемого материала. Максимальная концентрация метана в газовой смеси достигла 5 %об., а угарного и углекислого газов — примерно 0,6 %. Преимущество предварительного пиролиза подтвердил и анализ состава. После такой обработки в конечном продукте исчезала фаза силицида железа. Это снижало количество нежелательных примесей и повышало долю целевого карбида кремния», — сказала один из авторов исследования, ассистент отделения материаловедения ТПУ Жанар Болатова.

Ученые дополнительно провели исследования и выяснили, как количество углерода влияет на образование карбида кремния. Результаты исследования показали, что при увеличении его содержания в исходной смеси от нуля до 30 % доля карбида кремния в твердом продукте выросла с 46 до 61 %. При этом содержание свободного кремния снизилось с 19,7 до 8,3 %, а доля диоксида кремния — с 3 % до следовых количеств. По словам ученых, это свидетельствует о том, что дополнительный углерод помог вовлечь больше кремния в нужную химическую реакцию.

В исследовании принимали участие ученые лаборатории газификации твердых топлив, лаборатории перспективных материалов энергетической отрасли Инженерной школы энергетики и отделения материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий Томского политеха, а также Севастопольского госуниверситета.