Reciclaje ecológico de paneles solares
Mediante el uso de un nuevo método, los metales preciosos se pueden recuperar de manera eficiente a partir de células solares de película delgada.
Así lo demuestra una nueva investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia. El método también es más respetuoso con el medio ambiente que los métodos de reciclaje anteriores y allana el camino para células solares más flexibles y altamente eficientes.
Hoy en día, hay dos tipos principales de células solares. El más común está basado en silicio y representa el 90 por ciento del mercado. El otro tipo se llama células solares de película delgada que, a su vez, utiliza tres subtecnologías principales, una de las cuales se conoce como CIGS (cobre, indio, galio, seleniuro), y consiste en una capa de diferentes metales, incluidos el indio y la 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. El problema es que la demanda de indio y plata es alta, y el aumento de la producción va acompañado de una cantidad cada vez mayor de desechos de producción, que contienen una mezcla de metales valiosos y sustancias peligrosas. Ser capaz de separar metales atractivos de otras sustancias, por lo tanto,
“Es crucial eliminar cualquier contaminación y reciclar, para que el material vuelva a estar lo más limpio posible. Hasta ahora, se han utilizado altas temperaturas y una gran cantidad de productos químicos para tener éxito, que es un proceso costoso que tampoco es amigable con el medio ambiente”, dice Ioanna Teknetzi, estudiante de doctorado en el Departamento de Química e Ingeniería Química, quien junto con Burcak Ebin y Stellan Holgersson publicaron los nuevos resultados en la revista Solar Energy Materials and Solar Cells.
Ahora su investigación indica que un proceso de reciclaje más respetuoso con el medio ambiente puede tener el mismo resultado.
“Tuvimos en cuenta tanto la pureza como las condiciones de reciclaje respetuosas con el medio ambiente y estudiamos cómo separar los metales en las células solares de película delgada en soluciones ácidas a través de una forma mucho más ‘amable’ de usar un método llamado lixiviación. También tenemos que usar productos químicos, pero no tanto como con los métodos de lixiviación anteriores. Para verificar la pureza del indio y la plata recuperados, también medimos las concentraciones de posibles impurezas y vimos que la optimización puede reducirlas”, dice Ioanna Teknetzi.
Los investigadores demostraron que es posible recuperar el 100 por ciento de la plata y alrededor del 85 por ciento del indio. El proceso tiene lugar a temperatura ambiente sin añadir calor.
“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. Esperamos que nuestra investigación pueda usarse como referencia para optimizar el proceso de reciclaje y allanar el camino para usar el método a mayor escala en el futuro”, dice Burcak Ebin.
El método
1. La película de la celda solar se analiza en cuanto a material, composición química, tamaño de partícula y espesor. La celda solar se coloca en un recipiente con una solución ácida a la temperatura deseada. La agitación se utiliza para facilitar la disolución de los metales en la solución ácida. Este proceso se llama 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 de lixiviación. Los diferentes metales se lixivian en tiempos diferentes. Esto significa que el proceso se puede detener antes de que todos 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 en la solución en forma de iones y se pueden purificar fácilmente para reutilizarlos en la fabricación de nuevas células solares.