Tế bào quang điện hữu cơ đầu tiên trên thế giới được làm từ polypropylene tái chế

Tế bào quang điện hữu cơ đầu tiên trên thế giới được làm từ polypropylene tái chế

    Tế bào quang điện hữu cơ đầu tiên trên thế giới được làm từ polypropylene tái chế

    Tế bào quang điện hữu cơ đầu tiên trên thế giới trên màng làm bằng polypropylene tái chế từ vật liệu đóng gói túi đựng đồ uống. Ảnh: Công nghệ Điện tử Hữu cơ OET P.C.

    World´s first organic photovoltaic cell on recycled material
    Các đối tác của dự án EU FlexFunction2Sustain đã cam kết tạo ra một mạng lưới các giải pháp sáng tạo cho các sản phẩm bền vững và thông minh được cung cấp bởi giấy và nhựa có chức năng nano để hỗ trợ các doanh nghiệp vừa và nhỏ, công ty khởi nghiệp và các ngành công nghiệp trong việc phát triển và tung ra thị trường các sản phẩm tiên phong. Sau hai năm đầu tiên, một số kết quả và nguyên mẫu đầy hứa hẹn đã xuất hiện và sẽ được trình bày tại Hội nghị Công nghệ Công nghiệp IndTech 2022 ở Grenoble, Pháp, từ ngày 27 đến 29 tháng 6 năm 2022. Trong số đó, một điểm nổi bật mới được hoàn thiện gần đây: công trình đầu tiên tế bào quang điện hữu cơ trên chất dẻo tái chế.

    Gần đây, các đại biểu từ khắp nơi trên thế giới đã gặp nhau tại Hội nghị thượng đỉnh về môi trường Stockholm + 50 và nhấn mạnh tính cấp thiết trong việc tiến tới nhanh chóng các biện pháp bảo vệ môi trường và khí hậu. Việc xả rác trên hành tinh của chúng ta và các đại dương của nó đang tiến triển một cách đáng kinh ngạc. Động lực chính cho chất thải nhựa là vật liệu đóng gói, cần thiết để kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm hoặc để bảo vệ các sản phẩm và dược phẩm mỏng manh khỏi tác hại của môi trường. Ngoài ra, bao bì thông minh mở ra nhiều khả năng mới và hữu ích nhờ thiết bị điện tử linh hoạt. Trong tương lai, các vật liệu đóng gói thuốc có thời hạn sử dụng ngắn, chẳng hạn, sẽ được trang bị thiết bị điện tử linh hoạt để theo dõi lượng thuốc hoặc theo dõi các sản phẩm nhạy cảm trong quá trình giao hàng.

    Tái chế nhựa và sử dụng vật liệu tái chế để đóng gói là một nền tảng quan trọng trên con đường bảo vệ môi trường nhiều hơn và giảm thiểu rác thải nhựa. Để thay thế các vật liệu composite và nhiều lớp không thể tái chế hoặc không thể phân hủy, các chế phẩm polyme mới (dựa trên sinh học và / hoặc có thể phân hủy sinh học) và các thiết kế sản phẩm thích ứng đang được thảo luận như một cách tiếp cận giải pháp. Trong bao bì thông minh, các thiết bị điện tử cũng phải được xem xét theo hướng thân thiện hơn với môi trường, ví dụ, được thiết kế để có thể tái chế và sản xuất bằng cách sử dụng các vật liệu tái chế. Một số công ty khởi nghiệp và công ty sáng tạo đã tạo ra các khái niệm cho các sản phẩm bao bì thông minh và linh hoạt bền vững.

    Tập hợp 19 đối tác từ các nghiên cứu, trường đại học và ngành công nghiệp trên khắp Châu Âu, FlexFunction2Sustain hướng tới việc hỗ trợ các công ty vừa và nhỏ trong việc đưa các khái niệm và ý tưởng sáng tạo cho các sản phẩm dựa trên bề mặt và màng giấy và nhựa có chức năng nano ra thị trường. Mạng FlexFunction2Sustain — một thử nghiệm đổi mới mở (OITB) cho các công nghệ chức năng nano — cung cấp các dịch vụ toàn diện để hỗ trợ đổi mới, e. g. từ thiết kế vật liệu và sản phẩm, phát triển công nghệ và sản phẩm, sản xuất hàng loạt nhỏ đến tìm nguồn cung ứng quỹ phát triển.

    Hai năm của FlexFunction2Sustain: Điều gì đã xuất hiện?

    Trong hai năm đầu tiên, tập đoàn đã thành lập một hiệp hội nhằm mục đích cấu trúc và khai thác danh mục dịch vụ của các thành viên OITB. Do đó, thông qua hiệp hội này, quan hệ đối tác có kế hoạch cung cấp khả năng tiếp cận dễ dàng, nhanh chóng đến các cơ sở và dịch vụ của OITB cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ, công ty khởi nghiệp và ngành công nghiệp. Để dễ dàng quá trình thương mại hóa, khách hàng có quyền truy cập vào OITB thông qua một tổ chức bán hàng và quản lý dự án Một điểm vào (SEP). SEP tư vấn cho khách hàng trong việc lựa chọn công nghệ thích hợp và điều phối tất cả các công việc phát triển và tương tác với các thành viên OITB cho khách hàng. FlexFunction2Sustain sẽ thiết lập các đầu mối liên hệ trong khu vực để cung cấp trải nghiệm người dùng tốt nhất có thể và đưa OITB đến với toàn bộ thị trường chung Châu Âu.

    Các nguyên mẫu đầu tiên của các sản phẩm giấy và nhựa mới, thân thiện với môi trường đã được chuẩn bị và đánh giá trong các tình huống sử dụng công nghiệp khác nhau. Chúng bao gồm bao bì thực phẩm và mỹ phẩm có thể tái chế / có thể phân hủy, màng lọc và chẩn đoán nước, bề mặt nhựa thông minh cho ứng dụng ô tô, nhãn bảo mật và chống hàng giả có thể phân hủy sinh học.

    Điều phối viên dự án, Tiến sĩ John Fahlteich tóm tắt: "Chúng tôi tự hào giới thiệu tế bào quang điện hữu cơ (OPV) đầu tiên hoạt động trên chất nền polypropylene tái chế cùng với một loạt các trình diễn công nghệ tại IndTech 2022 vào cuối tháng 6 ở Grenoble, Pháp." Bên cạnh tế bào OPV, một số khái niệm sản phẩm sáng tạo sẽ được giới thiệu bao gồm: —các túi đựng đồ uống có thể tái chế một cách hữu ích — các tính năng quang học trên màng phân huỷ sinh học — bao bì thực phẩm tươi sống được làm bằng giấy bán trong suốt — bộ lọc ống tiêm dựa trên màng để chẩn đoán và ứng dụng lọc nước.

    Tiến sĩ Fahlteich tiếp tục: "Tại IndTech, FlexFunction2Sustain được đưa vào một phần dành riêng của triển lãm trình bày các đổi mới và dịch vụ của 13 Trạm thử nghiệm Đổi mới Mở khác nhau giải quyết nhiều công nghệ và ứng dụng khác nhau, từ vật liệu sinh học đến các bề mặt kích hoạt nano. 

    các giải pháp thân thiện với môi trường và hiệu quả năng lượng để xây dựng phong bì. Một danh mục các giải pháp công nghệ đa dạng đang chờ đợi các doanh nghiệp vừa và nhỏ và ngành công nghiệp tại chỗ. Chúng tôi rất mong được trao đổi ý tưởng và khởi xướng các dự án với các đối tác tương lai từ SME, Start-Up và ngành công nghiệp. "

    Tế bào quang điện hữu cơ đầu tiên trên thế giới bằng polypropylene tái chế

    Các đối tác của dự án Fraunhofer IVV và Trung tâm Kỹ thuật IPC Industriel de la Plasturgie et des Composites đã sử dụng polypropylene tái chế (rPP) —được bọc từ vật liệu đóng gói mới được thiết kế cho túi đựng đồ uống có thể tái chế — trộn với polyproypylene nguyên chất (vPP) để sản xuất màng nền cho thiết bị điện tử in với hàm lượng tái chế là 50%.

    Tại Fraunhofer FEP, một điện cực trong suốt - được làm từ oxit thiếc indium (ITO) - được áp dụng bằng phương pháp phủ chân không cuộn (R2R) với phún xạ magnetron với một bộ quy trình và thông số cuộn được điều chỉnh đặc biệt. Kết quả là rất ấn tượng, vì mặc dù các chất tái chế được sử dụng trong chất nền, ITO thể hiện khả năng chống tấm gần như tương tự như đạt được trên chất nền phim nguyên sinh.

    Công nghệ Điện tử Hữu cơ P.C. (OET) ở Hy Lạp sau đó đã thực hiện lớp phủ chết khe R2R để tạo ra các tế bào OPV, tiếp theo là bước đóng gói qua quá trình in các vật liệu hữu cơ và hoàn thiện các tế bào OPV. Tại đây, các nhà nghiên cứu của OET đã thực hiện một số thử nghiệm về các thông số lớp phủ và cuối cùng đã thành công trong việc in các lớp OPV chức năng trên nền PP được làm với 50% rPP thu hồi từ vật liệu đóng gói túi đựng đồ uống. Kết quả là OPV đã được chứng minh hoạt động như một thiết bị với hiệu suất tối đa là 1%.

    Giám đốc dự án của OET, Vasileios Kyriazopoulos: "Hiệu suất chuyển đổi điện năng khoảng 1% đã đủ để cung cấp cho nhiều loại sản phẩm đóng gói thông minh sử dụng một lần với đủ năng lượng điện. Hiện tại, các tế bào OPV trên chất nền thương mại có thể đạt được hiệu suất trên 8% , do đó, bằng cách cải thiện toàn bộ quy trình chế tạo, bao gồm ép đùn màng, thiết kế lớp, in và đóng gói, có thể tăng hiệu quả của các tế bào OPV được in trên vật liệu có thể tái chế, được làm với 50% rPP, lên hơn 5%. "

    Điều này thể hiện một bước quan trọng đầu tiên trong việc phát triển các thiết kế sản phẩm thân thiện hơn với môi trường và thiết bị điện tử linh hoạt. Trong tương lai, các sản phẩm như bao bì thông minh, cũng như tạp chí tương tác trong lĩnh vực quảng cáo hoặc điện tử tiêu dùng có thể được thiết kế dựa trên những phát triển ban đầu này. Nhờ các thiết bị điện tử linh hoạt như pin OPV trên vật liệu tái chế, các sản phẩm của ngày mai sẽ được cung cấp năng lượng thân thiện với môi trường hơn một chút.

    Tất nhiên, kết quả ban đầu chỉ là con đường phía trước. Trong tương lai, tập đoàn FlexFunction2Sustain sẽ làm việc để cải thiện quy trình ép đùn cho màng tái chế. Ngoài ra, việc phát triển một thiết kế lớp mới để cải thiện chất lượng bề mặt đang nằm trong chương trình nghị sự. Quy trình OPV cũng có tiềm năng cải thiện nhiệt độ sấy và các chiến lược đóng gói. Tất cả cùng dẫn đến viễn cảnh đạt được hiệu suất tương tự của thiết bị điện tử dẻo như được thực hiện trên các màng nhựa nguyên sinh, dựa trên hóa thạch.

    Zalo
    Hotline