龍谷大先端理工學部的研究團隊宣布,開發出一種能有效揮發並去除太陽光發電(PV)玻璃中阻礙回收的銻(Sb)元素的新方法。該方法利用日常生活中常見的砂糖主成分蔗糖,預期能帶來高品質且低成本的回收技術。

該研究由水原詞治講師、藤森崇教授,以及藤森教授研究室中2025年度四年級的喜多慧和岩室英迪兩位學生,與大型玻璃製造商AGC集團的員工共同完成,並於美國化學會期刊發表(4月17日公開)。

太陽光發電玻璃約占太陽能電池模組重量的六成。為提升透光率,玻璃中含有約2000ppm的稀有金屬銻,但銻難以去除,成為玻璃再利用的主要障礙。隨著未來PV玻璃廢棄量預計增加,團隊決定著手研究銻的去除技術。

傳統使用於陰極射線管玻璃中鉛等元素的揮發除去方法,在大氣中加熱時銻幾乎不會揮發。改為在無氧的氮氣環境下加熱,銻才稍微揮發。即使使用常見的還原劑活性碳,銻的揮發率也僅約30%。

因此,團隊將目光轉向取得容易且價格低廉的蔗糖作為新還原劑。以蔗糖替代活性碳後,銻的揮發率最高達90%以上。最佳加熱條件為1100度、120分鐘,蔗糖添加量(碳與銻的摩爾比)為224,銻揮發率達92.6%。

蔗糖除了碳外,還含有氧和氫等有機結構,推測此結構有助提升銻的揮發率。相較活性碳,蔗糖展現出顯著更高的揮發效率,這是重要的發現。

團隊也利用熱力學平衡計算評估銻揮發機制,並結合加熱試驗結果確認,非氧氣環境及碳與銻的摩爾比是影響銻揮發的主要因素。

水原講師表示:「此技術有望推動太陽光發電玻璃回收的實用化與成本降低。若能建立揮發銻的回收技術,銻也可能成為可再利用的資源。」

龍谷大計劃於2027年4月,在先端理工學部環境科學課程基礎上設立「環境永續學部」(暫稱),藤森教授指出:「我們致力培育能實踐課題解決的環境人才,這項研究是邁向永續社會創造的重要一步。」