Российские ученые измерили токсичность веществ, присутствующих в перовскитных солнечных батареях, и пришли к выводу, что применяемые при их производстве соединения свинца оказались менее опасными, чем их органические компоненты. При этом ученые пришли к выводу о низкой опасности перовскитов для природы и здоровья людей, сообщила пресс-служба «Сколтеха».
«Массовое производство этой эффективной и потенциально дешевой альтернативы кремниевым фотоэлементам, вероятно, не повлечет существенных рисков для здоровья человека и окружающей среды. Также выяснилось, что токсичность свинца для живого организма, вероятно, была в прошлом несколько переоценена», — говорится в сообщении.
Перовскиты представляют собой гибкие и легкие полупроводниковые материалы с необычными свойствами и структурой. По устройству они похожи на природный минерал перовскит, хорошо поглощающий свет и превращающий его в другие формы энергии благодаря расположению «кубов» из атомов металлов и восьмигранников из атомов кислорода.
Уже сейчас эти источники питания не уступают и часто превосходят их кремниевые аналоги по эффективности поглощения солнечного света. Их массовому применению пока мешает низкая масштабируемость производства и невысокая долговечность при долгой работе, а также опасения экологов, связанные с наличием ионов свинца и некоторых других тяжелых металлов в составе перовскитов.
Оценка токсичности перовскитов
Группа российских ученых под руководством Павла Трошина, заведующего лабораторией ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) впервые детально изучила эту проблему в ходе опытов на мышах и клеточных культурах. В их рамках ученые проанализировали, как различные химикаты, применяемые при производстве перовскитов, влияют на жизнедеятельность грызунов и человеческих клеток.
«Мы проверили, в какой мере добавление в клеточную культуру каждого из шести распространенных компонентов перовскитов влияло на жизнеспособность клеток: какая доля клеток погибала в течение трех дней. Ранее такого рода сопоставимых данных для прямого сравнения токсичности этих веществ не было», — пояснила научный сотрудник «Сколтеха» Маргарита Четыркина, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Эти опыты показали, что самым опасным компонентом перовскитных батарей и для клеток, и для здоровья грызунов оказались не соединения свинца и других тяжелых металлов, а йодид метиламмония, состоящий из атомов йода, а также молекул аммиака и метана. Это вещество было втрое более токсичным, чем йодид свинца и его потенциальные заменители. Схожим образом на организм грызунов действовал йодид формамидина, еще один органический компонент перовскитов.
При этом проведенные исследователями опыты показали, что процесс производства и эксплуатации перовскитов не повлечет существенных рисков для здоровья человека и окружающей среды. Тем не менее, неожиданно высокую токсичность их органических компонентов необходимо учитывать как при производстве, так и при утилизации данных фотоэлементов, подытожили ученые.
