I ricercatori della Gyeongsang National University di Jinju, in Corea del Sud, hanno sviluppato un nuovo metodo per separare l’incapsulante etilene vinilacetato (EVA) dal silicio riciclato nei pannelli solari a fine vita (EoL).
Nei comuni processi di riciclaggio meccanico, l’EVA viene mescolato dopo la frantumazione o la macinazione, mentre i metodi chimici e di delaminazione richiedono generalmente molto tempo o creano prodotti di scarto pericolosi. Secondo i ricercatori, il nuovo processo utilizza la separazione termica e per gravità a umido (WGS) per separare l’EVA dalla polvere di Si riciclata con un uso “minimo” di sostanze chimiche.
Il processo di separazione per gravità a umido utilizza una soluzione acquosa di cloruro di sodio (NaCl) che sfrutta la differenza di gravità tra il silicio e l’EVA, mentre il processo WGS utilizza le gravità specifiche dei due materiali per facilitarne la centrifugazione. “Tutti i processi di riciclaggio sono stati eseguiti nell’impianto commerciale, tranne la separazione per gravità a umido per rimuovere l’incapsulante in etilene vinilacetato (EVA)”, ha spiegato a pv magazine l’autore corrispondente della ricerca, Jongsung Park.
L’intero processo inizia con lo smontaggio del telaio in alluminio del modulo e la rimozione del sigillante. Poi, un processo di macinazione rimuove il backsheet e un processo di riscaldamento separa gli strati rimanenti. La fase successiva consiste in un processo di frantumazione per selezionare le celle solari incapsulate nell’EVA, seguito da un processo di selezione basato sulle differenze di dimensione delle particelle dei materiali frantumati. Inoltre, le celle solari in polvere di piccole dimensioni e i metalli vengono separati e un processo termico elimina l’EVA contenuto nella polvere di silicio.
“Il processo termico a 550° C ha rimosso efficacemente tutti i componenti polimerici, in particolare l’EVA, dalla polvere di silicio recuperata, come confermato da varie tecniche analitiche quali TGA, FT-IR, SEM e EDS”, ha spiegato il gruppo. “Pur essendo efficace, il processo termico presenta notevoli svantaggi, tra cui un elevato consumo energetico e significative emissioni di anidride carbonica, che lo rendono meno ecologico del WGS”.
Ulteriori analisi hanno confermato l’effettiva rimozione dell’EVA e di altri polimeri. “Il riciclaggio dei moduli fotovoltaici EoL è stato effettuato in un impianto commerciale ed è stato utilizzato un processo ecologico per recuperare il silicio di elevata purezza”, ha spiegato Park. “Abbiamo recuperato il silicio in polvere e non lo utilizzeremo di nuovo per la produzione di celle solari, ma come materia prima per l’upcycling in nitruro di silicio (SiNx), ossido di silicio (SiOx) o carburo di silicio (SiC)”.
Gli scienziati hanno presentato la nuova tecnica nello studio “Development of eco-friendly pretreatment processes for high-purity silicon recovery from end-of-life photovoltaic modules” (Sviluppo di processi di pretrattamento ecocompatibili per il recupero di silicio di elevata purezza da moduli fotovoltaici a fine vita), pubblicato di recente sulla rivista Royal Society of Chemistry.
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