排ガス中のCO2とシリコン廃材からギ酸合成に成功~太陽光パネルのリサイクルと排ガスの産業利用に向けた新提案~

2025-07-15 横浜国立大学

横浜国立大学などの研究チームは、火力発電所由来の排ガス中CO₂と、廃棄太陽光パネルから回収したシリコンを用いて、直接ギ酸を合成することに成功した。従来は純粋なCO₂と高純度シリコンでの反応が対象だったが、今回は実際の廃材と排ガスを利用可能であることを初めて実証。不純物(Al)が反応性を阻害する要因であることも特定された。CO₂資源化とシリコンリサイクルの両立を可能にする新たな環境技術として注目される。

排ガス中のCO2とシリコン廃材からギ酸合成に成功~太陽光パネルのリサイクルと排ガスの産業利用に向けた新提案~図1. 廃棄シリコンと排ガス中のCO₂を原料とする化学品合成

<関連情報>

使用済みソーラーパネルから回収した廃シリコンを用いた排ガス中のCO2のギ酸およびホルムアミドへの変換 Conversion of CO2 in Exhaust Gas to Formic Acid and Formamides with Wasted Silicon Recovered from End-of-Life Solar Panels

Ken Motokura,Yurino Sasaki,Yusuke Tanimura,Takuya Shiroshita,Shingo Hasegawa,Kousuke Arata,Ryosuke Takemura,Kazuo Namba,and Yuichi Manaka
ACS Sustainable Resource Management  Published: July 14, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.5c00056

Abstract

Recycling end-of-use solar panels faces significant challenges due to the high volume of discarded panels. The recycling of Si wafers recovered from these panels has drawn attention. In this study, we combined the recycling of waste silicon wafers with the conversion of CO2 in exhaust gas from a thermal power plant. The reduction of CO2 using silicon wafers as a reducing agent produced formic acid and formamides in high yields. The exhaust gas was directly introduced from the power plant to the reactor. The reactions were effective in the presence of a tetrabutylammonium fluoride catalyst. Among the four silicon samples recovered from solar panels, those with higher surface aluminum content showed lower reactivity; however, pretreatment with aqueous HCl significantly enhanced their reactivity. Detailed characterization of the Si samples before and after the reaction was conducted by using X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and N2 adsorption–desorption isotherms.

0505化学装置及び設備
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