Экологически чистые путь к кремниевого производства

R

Технологические процессы для производства элементарного кремния, как правило, основан на восстановлении диоксида кремния (SiO 2 ^ ^ к югу, кварц) углеродом при 1700 ° C. В этой реакции, углерод реагирует с кислородом кварца с образованием двуокиси углерода (CO2). Ухань Univ. (Ухань, Китай; <a target="_blank" href="http://www.lib.whu.edu.cn" rel="nofollow"> www.lib.whu.edu.cn </ A>) химиков нашли способ производства чистого кремния без использования углерода в качестве восстановителя. Методика подразумевает электрохимического восстановления SiO 2 югу ^ ^. порошка в виде 1,3-см диаметром. гранулы для чистого Si в расплаве хлористого кальция (CaCl 2 ^ ^ к югу), электролит, при температуре 850 ° C.

С SiO югу ^ 2 ^ является диэлектриком, он не проводит электричество. Тем не менее, превращение кварца элементарного кремния был обнаружен на границе трех фаз между SiO югу ^ ^ 2, CaCl 2 ^ ^ к югу, и уплощенной конец вольфрамовой проволоки, которая используется для подключения к югу SiO ^ 2 ^ электрода к цепи. При электролизе, вновь образованных Si берет на себя роль проводника, так что Si / SiO 2 ^ к югу ^ / ^ к югу CaCl 2 ^ границе сохраняется и электровосстановления может быть продолжена. "Теоретически, реакция должна работать свой путь через весь кварц электрода. Но на практике, с твердой электрод, массопереноса CaCl подпункта 2 ^ ^ в глубине направлении ограничивается слоя Si, тем самым предотвращая дальнейшее образование трех фаз, который требуется для сокращения ", объясняет научный руководитель Джордж Чен. Если твердых электродов кварца заменяется пористых гранул из SiO югу ^ 2 ^ порошок, в результате Si слоя будет также более пористой, позволяя CaCl 2 ^ ^ к югу, чтобы просочиться в, продолжает он.

Отношения между уменьшения глубины и времени твердых SiO югу ^ 2 ^ аппроксимируется логарифма права. Эта информация может быть использована для выбора размеров частиц SiO 2 югу ^ ^ порошка, необходимого для электрода в практической период времени. "0,5-мм пеллет с 2-7-мм, диаметр частиц SiO 2 югу ^ ^ полностью сводится на 2,8 V и 850 ° C менее чем за 4 ч. Потребление энергии в ходе реакции 13 кВт / Si кг, что сопоставимо с энергетических потребностей карботермическим метода, используемые в промышленности в Китае, говорит Чэнь.