Университет Глазго разработал лазерную переработку солнечных панелей с оценкой экономии энергии 84%
Лазер отделяет полимерный слой от кремниевых элементов списанных панелей, серебро извлекается мягкой химией; авторы оценивают экономию энергии в 84%.
Исследователи Школы инженерии Джеймса Ватта Университета Глазго разработали лазерный метод извлечения серебра и кремния из солнечных панелей, отслуживших свой срок, сообщает gla.ac.uk. По оценке авторов, он снижает расход энергии при переработке на 84%. Работа опубликована в Communications Materials, а команда обсуждает с глазговской компанией Watt Laser Ltd возможность коммерческого применения метода. gla.ac.uk
gla.ac.ukgla.ac.ukОткрыть источник ↗
Серебро составляет 0,05% массы панели, но около двух третей её стоимости как лома. Его удерживает полимер EVA, который герметизирует элементы на два десятилетия и дольше. Традиционное извлечение требует нагрева до 450-600°C или обработки токсичными химикатами. Мировая мощность солнечной генерации достигла 3 тераватт; к 2030 году ожидается более миллиона тонн отходов панелей, к 2050 году — более 200 миллионов тонн.
Лазерное расслоение герметика
Центр кремниевой фотовольтаики Fraunhofer в Германии передал пакеты элементов из списанных коммерческих панелей. Команда из Глазго сканировала элементы волоконным лазером с длиной волны 1064 нм. Свет почти без потерь проходит через прозрачный EVA и поглощается кремнием под ним, нагревая границу между ними. При мощности выше порогового значения EVA отделялся от элемента цельной плёнкой.
Извлечение серебра и масштабирование
Металлические шины затем отделяют механически, остаётся порошок, в основном из кремния, алюминия и серебра. Разбавленный гидроксид натрия удаляет алюминий, а рассол из хлорида железа и хлорида холина растворяет серебро. Для одного типа панелей серебро извлекли с селективностью более 99%. Процесс обходится без азотной кислоты, которая применяется при традиционном выщелачивании, а авторы называют его самым эффективным из продемонстрированных способов удаления серебра из солнечных панелей. gla.ac.uk
gla.ac.ukgla.ac.ukОткрыть источник ↗
Работа выполнена в рамках проекта ЕС APOLLO вместе с центром REACT, которым руководит Университет Глазго. Первый автор — Башайер Алсулами; соавторами выступили Университет принцессы Нуры бинт Абдулрахман в Саудовской Аравии и центр Fraunhofer.
Деклан Брэннаган из Watt Laser сообщил, что метод использует стандартные промышленные волоконные лазеры, какие уже применяются для маркировки и резки. Переход от одной лазерной головки к многоголовочным системам, обрабатывающим панели целиком, — инженерная задача, знакомая компании, сказал он. Компания рассчитывает, что масштабирование займёт менее года, но для подтверждения производительности нужен промышленный пользователь.
