Científicos afirman la recuperación del 100% de la plata de las células solares

 – Martijn Reintjes Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia han desarrollado un proceso que abre la puerta a una recuperación más eficiente de metales preciosos a partir de células solares de película delgada.

También se afirma que el método es más respetuoso con el medio ambiente que los métodos anteriores de reciclaje y allana el camino para «células solares más flexibles y altamente eficientes».

Hay dos tipos principales de células solares. El más común es a base de silicio y representa el 90% del mercado. El otro son las células solares de película delgada que tienen tres subtecnologías principales, una de las cuales se conoce como CIGS (cobre, indio galio, seleniuro) y consta de una capa de diferentes metales, incluidos indio y plata.

Las células solares de película delgada son, con mucho, las más efectivas de las tecnologías disponibles comercialmente en la actualidad. También se pueden hacer flexibles y adaptables, lo que significa que se pueden usar en muchas áreas diferentes.

Trabajo desafiante

El problema es que la demanda de indio y plata es alta y el aumento de la producción va acompañado de una cantidad creciente de desechos que contienen una mezcla de metales valiosos y sustancias peligrosas. Poder separar los metales objetivo de otras sustancias se vuelve extremadamente valioso, tanto desde el punto de vista económico como ambiental, ya que pueden reutilizarse en nuevos productos.

«Es crucial eliminar cualquier contaminación y reciclar para que el material quede lo más limpio posible», dice Ioanna Teknetzi, estudiante de doctorado en el departamento de química e ingeniería química que, junto con Burcak Ebin y Stellan Holgersson, han publicado los resultados. de su investigación en la revista Solar Energy Materials and Solar Cells. «Hasta ahora, se han utilizado altas temperaturas y una gran cantidad de productos químicos para lograrlo, lo cual es un proceso costoso que tampoco es respetuoso con el medio ambiente».

Menos productos químicos   

Su investigación muestra que un proceso de reciclaje ‘más verde’ puede tener el mismo resultado. «Tuvimos en cuenta tanto la pureza como las condiciones de reciclado respetuosas con el medio ambiente y estudiamos cómo separar los metales de las células solares de película fina en soluciones ácidas mediante un método mucho más respetuoso denominado lixiviación», explica Teknetzi.

“También tenemos que usar productos químicos, pero no tanto como con los métodos de lixiviación anteriores. Para comprobar la pureza del indio y la plata recuperados, también medimos las concentraciones de posibles impurezas y vimos que la optimización puede reducirlas».

100% recuperación de plata

El proceso se lleva a cabo a temperatura ambiente sin agregar calor y los investigadores han demostrado que es posible recuperar el 100% de la plata y alrededor del 85% del indio.

«Se tarda un día, que es un poco más que los métodos tradicionales, pero con nuestro método, se vuelve más rentable y mejor para el medio ambiente», añade Burcak Ebin. «Esperamos que nuestra investigación pueda utilizarse como referencia para optimizar el proceso de reciclaje y allanar el camino para utilizar el método a mayor escala en el futuro».

El método

1. Se analiza el material, la composición química, el tamaño de las partículas y el grosor de la película de la celda solar. La celda se coloca en un recipiente con una solución ácida a la temperatura deseada y la agitación disuelve los metales en un proceso de lixiviación.

2. La efectividad de la lixiviación y las reacciones químicas se evalúan mediante el análisis de muestras tomadas en momentos específicos durante el proceso. Los diversos metales se lixivian en diferentes momentos, lo que significa que el proceso se puede detener antes de que los metales comiencen a disolverse, lo que a su vez contribuye a lograr una mayor pureza.

3. Cuando se completa la lixiviación, los metales deseados están dentro de la solución en forma de iones y se pueden purificar y reutilizar fácilmente en la fabricación de nuevas células solares.