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Sep 15, 2023

Un nuevo proceso de reciclaje de paneles solares respetuoso con el medio ambiente ayuda a recuperar plata valiosa

El proceso de tamizado patentado desarrollado por un equipo de investigación de la UNSW Sydney mejora significativamente la forma en que se pueden separar y extraer materiales importantes de los paneles fotovoltaicos para su reutilización. alrededor de las ocho

El proceso de tamizado patentado desarrollado por un equipo de investigación de la UNSW Sydney mejora significativamente la forma en que se pueden separar y extraer materiales importantes de los paneles fotovoltaicos para su reutilización.

La Agencia Internacional de Energías Renovables estima que de aquí a 2030 se producirán en todo el mundo alrededor de ocho millones de toneladas de residuos fotovoltaicos, cuando los paneles solares lleguen al final de su vida útil. Se espera que esa cifra aumente a 78 millones de toneladas para 2050. Imagen de Shutterstock

Los ingenieros de la UNSW Sydney han desarrollado una forma nueva y más eficaz de reciclar paneles solares, que puede recuperar plata con alta eficiencia.

El proceso, que ha sido patentado, se ha creado especialmente para paneles fotovoltaicos con el fin de clasificar de forma rápida y eficiente los materiales que los componen, como paso clave para un reciclaje fotovoltaico altamente eficiente.

Reciclar a fondo los paneles solares ha resultado difícil hasta ahora, ya que las piezas individuales, como el vidrio, el silicio, los metales, el cableado y el plástico, están integradas de tal manera que resulta difícil separarlas.

Para poder reutilizarlos, los componentes de los paneles solares deben separarse cuidadosamente para evitar la contaminación con otros materiales. Los fabricantes sólo reutilizarán materiales que tengan una alta pureza, algo que ha resultado muy difícil de lograr.

Eso significa que la gran mayoría de los paneles solares podrían terminar en vertederos, en lugar de reciclarse en beneficio del medio ambiente.

Pero ahora un equipo del laboratorio ProMO dirigido por el profesor Yansong Shen ha anunciado un nuevo proceso que ofrece una separación eficaz del 99 por ciento de las partículas de las células fotovoltaicas.

“Los paneles fotovoltaicos suelen durar alrededor de 20 o 25 años, por lo que, dado el crecimiento de la energía solar doméstica desde la década de 1990, podemos ver que existe un problema muy apremiante y urgente para abordar la primera generación de paneles que están llegando al final de su vida útil. -vida”, dice el profesor Shen.

“Queremos reutilizar y reciclar esos paneles, pero por el momento hay muy poca investigación y tecnología que nos permita hacerlo de manera efectiva y evitar que terminen en el vertedero.

“Dejar los paneles solares en vertederos es un gran problema porque hay una serie de metales nocivos en los paneles que pueden contaminar el suelo y el agua. Por razones medioambientales, también necesitamos encontrar una mejor manera de reciclar los paneles.

"Al mismo tiempo, el final de su vida útil es una fuente de muchos metales valiosos como la plata, si se pueden reciclar adecuadamente".

Según estimaciones de la Agencia Internacional de Energías Renovables, el volumen acumulado de residuos fotovoltaicos a escala mundial alcanzará los ocho millones de toneladas en 2030. Y esa cifra se dispara hasta potencialmente hasta 78 millones de toneladas de residuos en 2050 a medida que se generen sucesivas generaciones de paneles solares. instalados a principios de siglo llegan al final de su vida útil.

El equipo de investigación de ProMO en la UNSW calcula que se podrían reciclar entre 5 y 50 millones de kilogramos de plata a partir de los desechos acumulados para 2050 utilizando su proceso, dado que en las pruebas se ha recuperado el equivalente a alrededor de 0,64 kg de plata por tonelada de desechos fotovoltaicos. .

El nuevo proceso de reciclaje patentado por investigadores de la UNSW utiliza ayudas de tamizado para separar de manera más efectiva el material que compone un panel solar, lo que permite recuperar y reutilizar elementos valiosos como la plata. Imagen del profesor Yansong Shen

El nuevo proceso de reciclaje patentado por investigadores de la UNSW utiliza ayudas de tamizado para separar de manera más efectiva el material que compone un panel solar, lo que permite recuperar y reutilizar elementos valiosos como la plata. Imagen del profesor Yansong Shen

Ayudas de tamizado

El equipo del profesor Shen ha estado trabajando durante casi tres años en el desarrollo de sus nuevos procesos, financiados por subvenciones federales ARENA y NSW EPA, que integran métodos convencionales con un sistema de separación muy abrasivo mediante la adición de ayudas de tamizado.

El primer paso existente para reciclar paneles fotovoltaicos implica la eliminación de componentes grandes, como el marco de aluminio y las láminas de vidrio, para dejar solo la célula solar.

"El siguiente paso es triturar el panel y separar el material dentro de la célula solar, y ese es actualmente uno de los principales obstáculos para todo el sistema", afirma el profesor Shen.

“Si no disponemos de un método sencillo para la separación de alta abrasión, entonces no podremos pasar efectivamente al tercer paso, que es recuperar los diversos materiales que se han separado y poder reutilizarlos.

“La clave de nuestro nuevo proceso es la adición de ayudas de tamizado que ayudan a triturar las células solares en partículas más pequeñas, lo que permite una mejor separación de todos los componentes. Esto hace que sea mucho más fácil recuperar elementos importantes como la plata contenida en las células solares”.

Todo el proceso de trituración y tamizado, que se produce dentro de un contenedor vibratorio, tarda sólo entre 5 y 15 minutos para separar eficazmente el 99 por ciento de los materiales fotovoltaicos.

El nuevo proceso patentado de reciclaje de energía fotovoltaica desarrollado en la UNSW implica triturar y tamizar el material dentro de un contenedor vibratorio durante aproximadamente 5 a 15 minutos. Imagen del profesor Yansong Shen

El nuevo proceso patentado de reciclaje de energía fotovoltaica desarrollado en la UNSW implica triturar y tamizar el material dentro de un contenedor vibratorio durante aproximadamente 5 a 15 minutos. Imagen del profesor Yansong Shen

El equipo descubrió que el uso de bolas de acero inoxidable como complemento de tamizado proporcionaba la solución más óptima para el proceso.

"Pasamos unos tres o cuatro meses trabajando en ese elemento, probando también con ayudas de tamizado hechas de arcilla o plástico", dice Chengsun He, miembro del equipo y candidato a MPhil.

“Podemos utilizar ayudas de tamizado de diferentes tamaños para diferentes etapas del proceso. El objetivo principal es garantizar que todas las partículas de las células fotovoltaicas puedan ser trituradas por los tamizadores, mientras que el vidrio y otros materiales importantes permanezcan intactos en la parte superior”.

Colaboración de la industria

Una vez que el material se ha separado mediante el nuevo proceso patentado, el equipo puede emplear una lixiviación química tradicional, así como precipitación para extraer elementos específicos como sílice pura y plata.

En las pruebas, utilizando su proceso, los investigadores pudieron extraer el 99 por ciento de la plata de una célula solar para su posible reutilización.

“Nuestro grupo de 30 investigadores es el más grande de Australia que trabaja en el desarrollo de tecnología de reciclaje fotovoltaico, no solo en la evaluación del ciclo de vida (LCA), y probablemente uno de los más grandes del mundo. Esta patente es sólo una parte de un proceso de reciclaje para paneles solares al final de su vida útil y también estamos trabajando en otras soluciones para los otros pasos”, afirma el profesor Shen.

“Ya estamos trabajando con algunos socios de la industria, pero nos gustaría participar en más colaboraciones de la industria para ampliar este proceso y mejorar la viabilidad económica del proceso de reciclaje fotovoltaico.

"Creo que la gente recién está empezando a darse cuenta de lo importante que es que podamos reciclar estas células fotovoltaicas de forma respetuosa con el medio ambiente".

Por Neil Martín

Reimpreso de https://newsroom.unsw.edu.au/