Novedosa técnica para recuperar el 100% de la plata de las células solares CIGS

Share

Científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han demostrado cómo reciclar metales valiosos como la plata (Ag) y el indio (In) de células solares CIGS flexibles utilizando condiciones de lixiviación suaves. Utilizaron células solares CIGS flexibles de 15,6 cm2 x 15,6 cm2 con una rejilla conductora de Ag y sustrato de acero inoxidable del fabricante fotovoltaico sueco Midsummer AB. Cada célula se cortó en ocho piezas idénticas y luego cada muestra se cortó a su vez en una pieza pequeña y otra grande.

Los académicos colocaron los trozos pequeños de las células fotovoltaicas en recipientes de digestión de tamaño perfecto para obtener la cantidad total de plata e indio por célula. Colocaron la pieza grande en recipientes de lixiviación y llenaron ambos tipos de recipientes con un volumen deseado de solución de ácido nítrico (HNO3) de una concentración específica. La relación entre la superficie geométrica y el líquido (A:L) también varió en los distintos experimentos. El equipo realizó todos los experimentos a temperatura ambiente y con una velocidad de agitación de 200 rpm.

Tras demostrar que tanto la plata como el indio se disolvían por completo durante la digestión y, por tanto, que los experimentos de lixiviación se realizarían con la cantidad completa de cada elemento de las células, los científicos se dispusieron a probar qué concentración de ácido nítrico y qué relación entre la superficie geométrica y el líquido daban lugar a los mayores rendimientos de lixiviación.

Los resultados muestran que una concentración de ácido nítrico de dos moles y una relación A:L de 1:3 conducen a tasas de recuperación muy altas para la plata y el indio. Tras cuatro a seis horas de lixiviación, se recupera alrededor del 90% de la plata, y tras 24 horas la tasa de recuperación alcanza el 100%. Entre el 20% y el 25% del indio se recupera en la primera hora de lixiviación, y el rendimiento más alto, del 85%, se alcanza a las 28 horas.

“Al comparar todos los resultados de las distintas condiciones experimentales, puede decirse que los altos rendimientos de Ag e In van siempre acompañados de altos niveles de contaminación por otros muchos elementos, estando siempre presente [el Zinc]”, señalaron los científicos, añadiendo que la contaminación con molibdeno también puede ser problemática.

A continuación, demostraron que se pueden obtener corrientes más puras con un proceso de lixiviación selectiva. Utilizando una concentración de ácido nítrico de 0,5 moles y una relación A:L de 1:3, la tasa de recuperación de plata alcanza aproximadamente el 85% al cabo de 24 horas con niveles de contaminación más bajos. Sin embargo, la tasa de recuperación del indio cae en picado hasta sólo el 30%.

Los científicos también señalaron que su método aún no es apropiado para la industrialización, ya que las concentraciones de plata e indio son demasiado bajas para ser utilizadas directamente en un proceso de purificación viable que utilice más de 1 gramo por litro. “Para la industrialización, debería considerarse la posibilidad de aumentar la concentración, por ejemplo reutilizando el mismo lixiviado en varias celdas”, concluyen.

El equipo compartió sus hallazgos en “Valuable metal recycling from thin film CIGS solar cells by leaching under mild conditions” (Reciclaje de metales valiosos de células solares CIGS de capa fina mediante lixiviación en condiciones suaves), publicado recientemente en Solar Energy Materials and Solar Cells.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.

Popular content

Copec anuncia BESS por 105 MW / 420 MWh para el proyecto Granja Solar, en Chile
16 julio 2024 En abril de este año, Copec adquirió el parque fotovoltaico Granja Solar, con una capacidad de generación de 123 MWp y ubicado en la región de Tarapac...