Un team di ingegneri dell’University of New South Wales (UNSW) in Australia ha sviluppato un metodo innovativo per recuperare silicio ad alta purezza e altri materiali preziosi dai pannelli solari a fine vita. Questo approccio, basato sul micro-riciclo, potrebbe rivoluzionare il settore fotovoltaico, affrontando il problema dello smaltimento dei moduli obsoleti e riducendo la dipendenza dalla catena di fornitura cinese.
La nuova tecnica combina un trattamento termico a media temperatura e un’incisione chimica rapida, riducendo gli sprechi e abbassando l’impronta di carbonio del processo di riciclaggio. Secondo lo studio pubblicato su “Resources, Conservation and Recycling”, questo metodo permette di ottenere silicio con una purezza del 99,7%, aprendo nuove possibilità per il riutilizzo in settori ad alta tecnologia.
Considerando che entro il 2030 la quantità di rifiuti fotovoltaici potrebbe raggiungere fino a 8 milioni di tonnellate, trovare soluzioni efficaci per il loro recupero è sempre più urgente.
Qual è lo stato attuale del riciclo del silicio dei pannelli solari?
Il riciclo delle celle solari in silicio cristallino (c-Si), attualmente il materiale più utilizzato per i pannelli solari, avviene in tre fasi:
- Smontaggio del modulo, per separare le diverse componenti.
- Delaminazione, per eliminare gli strati protettivi.
- Recupero dei materiali attraverso trattamenti termici o chimici.
La fase più critica è proprio l’estrazione dei metalli preziosi e del silicio senza comprometterne la purezza. I processi chimici, che usano soluzioni basiche e acide, sono efficaci ma costosi e pericolosi per l’ambiente a causa dell’uso di acidi tossici.
Un’alternativa sarebbe il trattamento termico a temperature superiori ai 480°C, che potrebbe facilitare il recupero dei materiali. Il problema è applicarlo all’intero pannello solare, vetro incluso, perché questo processo comporta un consumo energetico elevato.
Il nuovo metodo della UNSW: un equilibrio tra efficienza e sostenibilità
Gli ingegneri della UNSW hanno sviluppato una tecnica più sostenibile combinando delaminazione idrotermica e trattamento termico a 550°C, eliminando la necessità di utilizzare acidi aggressivi. Questo processo permette di rimuovere incapsulanti e backsheet dai pannelli, facilitando il recupero del silicio.
Il trattamento termico porta alla formazione di particelle submicroniche di Stagno-Piombo e all’accumulo di Fluoro sulla superficie dei wafer di silicio, aumentando la concentrazione fino a 300 nm. Questa combinazione di elementi consente il micro-riciclo delle celle fotovoltaiche, riducendo le impurità e migliorando la qualità del materiale recuperato.
Incisione chimica rapida: come ottenere silicio ad alta purezza
Dopo il trattamento termico, il processo prevede un’incisione chimica molto più veloce rispetto ai metodi tradizionali.
- Prima fase: una soluzione basica rimuove le impurità di alluminio, recuperando il 70% dell’argento senza perdita di silicio.
- Seconda fase: una breve incisione acida elimina i residui di argento e stagno, ottenendo un wafer di silicio puro al 99,7%.
Il materiale ottenuto può essere utilizzato per produrre wafer di carburo di silicio beta (β-SiC), un materiale ad alte prestazioni impiegato in diverse applicazioni industriali.
Per sintetizzare, quindi
Questa tecnologia non solo rende il riciclo più efficiente ed ecologico, ma apre nuove opportunità economiche per l’industria fotovoltaica, creando valore dai materiali recuperati.
Con l’aumento dei rifiuti solari previsti nei prossimi anni, soluzioni come questa saranno fondamentali per ridurre l’impatto ambientale e ottimizzare l’uso delle risorse. Investire in metodi di riciclo avanzati significa garantire un futuro energetico più sostenibile e meno dipendente da materie prime critiche.
