В Университете Глазго применили лазер для извлечения более 95% серебра из солнечных панелей

Инженеры из Университета Глазго совместно с коллегами из Университета принцессы Нуры бинт Абдулрахман и Центра кремниевой фотовольтаики Fraunhofer CSP разработали метод лазерного расслоения отслуживших кремниевых солнечных модулей, обеспечивший селективность извлечения серебра свыше 95%, сообщает nature.com nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Стандартная утилизация панелей обычно сводится к механическому измельчению или пиролизу, приводящим к загрязнению фракций. Новая лабораторная методика воздействует направленно на границу полимера и кремния, снижая перемешивание материалов.

Расслоение интерфейса

Для отделения стекла авторы применили термонож, после чего воздействовали на образцы модулей возрастом от 10 до 13 лет волоконным лазером с длиной волны 1064 нм nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Эксперименты проводились на фрагментах размером 20 × 20 мм при мощности излучения от 9 до 27 Вт и частотах импульсов 30, 40 и 50 кГц. Отслоение этиленвинилацетата (EVA) начиналось при мощности 12–14 Вт и становилось практически полным при 18–20 Вт. Процесс разделил сборку на три потока: неповрежденную полимерную пленку EVA со следами металлов, шины тоководов и порошок с высоким содержанием кремния nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗.

Последовательное выщелачивание

Полученный кремниевый порошок подвергли двухстадийной гидрометаллургической обработке nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Раствор 1 M гидроксида натрия избирательно удалил алюминий, доля которого в порошке составляла от 7,79% до 8,54%. На втором этапе исследователи извлекли серебро с помощью рассола на основе хлорида железа(III) и холинхлорида. Селективность извлечения серебра превысила 95% для модуля CS6P-245P и 99% для REC240PE при массовой доле металла в порошке от 1,08% до 1,38% nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗.

Рентгеновская дифрактометрия подтвердила сохранность кристаллического кремния после химических реакций при полном исчезновении пиков серебра и алюминия nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗. Локальный лазерный нагрев границы EVA–кремний требует меньше энергии, чем полный пиролиз или растворение полимерного слоя, снижая энергоемкость переработки nature.comnature.comnature.comОткрыть источник ↗.