Nueva tecnología para recuperar polvo de silicio de gran pureza de paneles solares fuera de uso

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Investigadores de la Universidad Nacional de Gyeongsang Jinju, en Corea del Sur, han desarrollado un nuevo método para separar el encapsulante de etilvinilacetato (EVA) de la energía de silicio reciclado en paneles solares al final de su vida útil (EoL).

En los procesos habituales de reciclado mecánico, el EVA se mezcla tras la trituración o la molienda, mientras que los métodos químicos y de delaminación suelen llevar mucho tiempo o generan residuos peligrosos. El nuevo proceso utiliza la separación térmica y por gravedad húmeda (WGS, por sus iniciales en inglés) para separar el EVA del polvo de Si recuperado con un uso «mínimo» de productos químicos, según los investigadores.

El proceso de separación por gravedad húmeda utiliza una solución acuosa de cloruro sódico (NaCl) que aprovecha la diferencia de gravedad entre el silicio y el EVA, y el proceso WGS utiliza los pesos específicos de los dos materiales para facilitar su centrifugación. «Todos los procesos de reciclado se llevaron a cabo en la instalación comercial, excepto la separación por gravedad húmeda para eliminar el encapsulante de etilvinilacetato (EVA)», explicó a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Jongsung Park.

Todo el proceso comienza con el desmontaje del marco de aluminio del módulo y la eliminación del sellante. A continuación, un proceso de trituración retira la lámina posterior y un proceso de calentamiento separa las capas restantes. El siguiente paso consiste en un proceso de trituración para seleccionar las células solares encapsuladas en EVA, al que sigue un proceso de clasificación basado en las diferencias de tamaño de las partículas de los materiales triturados. Además, se separan las células solares en polvo de tamaño de partícula pequeño y los metales, y un proceso térmico elimina el EVA contenido en el polvo de silicio.

«El proceso térmico a 550 ºC eliminó eficazmente todos los componentes poliméricos, concretamente el EVA, del polvo de silicio recuperado, como confirmaron diversas técnicas analíticas como TGA, FT-IR, SEM y EDS», explicó el grupo. «Aunque eficaz, el proceso térmico presenta notables inconvenientes, como el elevado consumo de energía y las importantes emisiones de dióxido de carbono, lo que lo hace menos respetuoso con el medio ambiente que el WGS».

Otros análisis confirmaron la eliminación eficaz de EVA y otros polímeros. «El reciclado de los módulos fotovoltaicos EoL se llevó a cabo en una instalación comercial y se utilizó un proceso respetuoso con el medio ambiente para recuperar silicio de gran pureza», explicó Park. «Recuperamos el silicio en forma de polvo y no volveremos a utilizarlo para fabricar células solares, sino como materia prima para el upcycling en nitruro de silicio (SiNx), óxido de silicio (SiOx) o carburo de silicio (SiC)».

Los científicos presentaron la novedosa técnica en el estudio «Development of eco-friendly pretreatment processes for high-purity silicon recovery from end-of-life photovoltaic modules», publicado recientemente en la Royal Society of Chemistry.

 

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