Naukowcy z Uniwersytetu w Leicester odkryli alternatywny proces odzyskiwania srebra i aluminium z wycofanych z eksploatacji ogniw i modułów fotowoltaicznych (PV). Proces ten wykorzystuje tanie rozpuszczalniki i jest bardziej przyjazny dla środowiska od najpowszechniej obecnie stosowanego procesu rozpuszczania kwasami.
Dr Guillaume Zante i jego zespół opisują proces wykorzystujący chlorek żelaza i chlorek glinu rozpuszczony w solankach do ekstrakcji srebra i aluminium z ogniw słonecznych. Proces, w którym wykorzystano te rozpuszczalniki, pozwala odzyskać ponad 90% srebra i aluminium w ciągu 10 minut. Odzyskane srebro ma wysoką czystość, co oznacza, że można je ponownie wykorzystać w warunkach przemysłowych.
Proces ten pokazuje jeden z pierwszych przykładów użycia niezwykłych solanek zamiast kwasów mineralnychw celu ekstrakcji metali. Stosowane tu solanki – lub słona woda – nie są wytworzone z chlorku sodu/zwykłej soli kuchennej, ale z chlorku choliny (pasza dla kurczaków) i chlorku wapnia (żwirek używany na drogach przeciwoblodzeniowo). Solanki są tanie i bardziej przyjazne dla środowiska, podczas gdy kwasy mineralne są niebezpiecznymi chemikaliami. Powszechnie używany kwas azotowy i inne kwasy przyczyniają się do powstawania kwaśnych deszczy, eutrofizacji i zmian klimatycznych poprzez uwalnianie podtlenku azotu (gazu cieplarnianego) do środowiska.
Srebro jest niezbędne do funkcjonowania ogniw fotowoltaicznych, pomagając w przekazywaniu energii promieni słonecznych komponentom krzemowym, które tworzą półprzewodnikową część struktury modułu. Ilość naturalnie występującego srebra w rudach srebra zmniejsza się, co sprawia, że podaż jest problemem niedalekiej przyszłości. Wpływa to nie tylko na produkcję ogniw fotowoltaicznych, ale także na inne niezbędne elementy, takie jak LED, reaktory jądrowe, sprzęt dla przemysłu medycznego i inne.
W miarę zbliżania się do bardziej ekologicznej przyszłości, która w mniejszym stopniu będzie oparta na paliwach kopalnych, wykorzystanie energii słonecznej ma wzrosnąć 30-krotnie w ciągu najbliższych 10 lat. Tam, gdzie żywotność ogniwa fotowoltaicznego wynosi 25–30 lat, szacuje się, że do 2050 r. powstanie 80 megaton odpadów z modułów fotowoltaicznych, a minimum 65% będzie poddanych recyklingowi.
Rozpuszczalniki okazały się również skuteczne w ekstrakcji srebra i aluminium, nie wpływając na krzem w strukturze ogniwa fotowoltaicznego, co wskazuje, że ten krzem może być również ponownie wykorzystany po kontakcie z opracowanymi rozpuszczalnikami. Rozpuszczalniki stosowane w tym procesie otwierają nowe możliwości zarządzania odzyskiem i recyklingiem cennych pierwiastków wykorzystywanych w ogniwach słonecznych w przystępnej cenie i przy niskim wpływie na środowisko.
Dr Zante z Centrum Badań Materiałowych na Uniwersytecie w Leicester powiedział: – Te nowe, niezwykłe solanki oferują nowe możliwości obróbki metali. W przeciwieństwie do zwykłej słonej wody z chlorku sodu, użyliśmy chlorku choliny (pasza dla kurczaków) i chlorku wapnia (środka odladzającego). Istnieje wiele różnych soli, które można zbadać w dalszych badaniach.
Solanki są wiarygodną alternatywą dla toksycznych kwasów mineralnych używanych do obróbki metali ze względu na ich niską cenę. Teraz próbujemy zastosować to samo podejście do różnych metali z różnych źródeł odpadów, takich jak smartfony, materiały termoelektryczne i magnesy.
Źródło: University of Leicester
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
