I ricercatori dell’Università di Camerino, in provincia di Macerata, hanno sviluppato un metodo innovativo per recuperare l’argento dalle celle solari a fine vita.
Combinando processi idrometallurgici ed elettrochimici sono riusciti a recuperare l’argento puro con un’efficienza del 98%. I processi idrometallurgici, o di lisciviazione, utilizzano soluzioni acquose per estrarre i metalli, mentre i processi elettrochimici si riferiscono all’uso di correnti elettriche per guidare le reazioni nei metalli.
“Il recupero delle materie prime è fondamentale per molteplici ragioni”, spiegano gli studiosi. “Le tecniche convenzionali di estrazione dei metalli, come l’estrazione a cielo aperto, possono causare danni sostanziali all’ambiente e agli ecosistemi circostanti. Pertanto, l’impiego di un processo di recupero dei metalli basato sui rifiuti industriali può mitigare l’impatto ambientale associato alla produzione dei metalli. Inoltre, il recupero dei metalli richiede generalmente meno energia rispetto all’estrazione dei metalli dal minerale, con conseguente riduzione del consumo energetico e delle emissioni di carbonio, soprattutto se il tasso di recupero è paragonabile o superiore ai metodi di estrazione tradizionali”.
A causa dei valori vicini del potenziale di riduzione standard dell’argento e del rame, la lisciviazione delle particelle d’argento dai rifiuti fotovoltaici rappresenta una sfida. Per ovviare a questo problema, i ricercatori hanno proposto una combinazione di persolfato e ammoniaca attivata dalla base, con il persolfato che agisce come agente ossidante, mentre il sistema stesso genera uno strato protettivo ermetico di ossido di rame (II), impedendo la sua stessa lisciviazione.
Per testare il processo proposto, i ricercatori hanno condotto un esperimento che prevedeva la variazione dei parametri del processo di lisciviazione. Questi erano la concentrazione di ammoniaca (NH₃) in una soluzione, misurata in moli per litro (mol/L); il campione di rifiuti PV, in grammi per litro (g/L); il persolfato di potassio (PPS), in mol/L; e il tempo di reazione, in minuti. La temperatura è stata mantenuta a 25 C e la velocità di agitazione a 300 rpm durante tutti gli esperimenti.
“Le seguenti condizioni sono state scelte come migliori: 0,5 M di NH₃, 0,2 mol/L di PPS, rapporto S/L a 50 g/L e tempo di reazione impostato a 60 minuti”, hanno spiegato gli studiosi. “Sono stati condotti altri due esperimenti in queste condizioni per valutare la riproducibilità. Combinando i due test precedenti con il disegno sperimentale, si è ottenuta una media dell’85,0±2,6% con un intervallo di confidenza del 95%”.
Nonostante questi buoni risultati, l’85% dell’argento puro recuperato è stato considerato insufficiente dal gruppo di ricerca, che ha deciso di avviare il processo elettrochimico. Si tratta dell’approccio elettrodeposizione-sostituzione redox (EDRR), che utilizza un metodo di elettrodeposizione pulsata. “Questa tecnica, già riportata in letteratura, consente di recuperare argento metallico altamente puro dal percolato idrometallurgico contenente ioni di rame”, ha spiegato il team.
Le condizioni migliori per il recupero dell’argento sono state riscontrate con l’approccio EDRR, che ha raggiunto un’efficienza del 98,7%. “È importante sottolineare che questo approccio si dimostra selettivo nel recupero dell’argento e non richiede alcuna aggiunta di sostanze chimiche. Questa caratteristica unica rende questa metodologia competitiva rispetto ai processi convenzionali”, hanno concluso gli scienziati.
Il nuovo metodo e i risultati degli esperimenti sono stati presentati in “Silver recovery from silicon solar cells waste by hydrometallurgical and electrochemical technique”, pubblicato su Environmental Technology & Innovation. Lo studio è stato condotto in collaborazione con ORIM, un’azienda italiana specializzata nel recupero di metalli dai rifiuti solidi.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.