es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación chino ha desarrollado un proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino desechados basado en separación por líquidos pesados y grabado con cloruros metálicos. Este proceso consta de tres pasos principales: separación de materiales mixtos por líquidos pesados, grabado de células solares y grabado de cintas de conexión. El equipo también realizó una evaluación del ciclo de vida y un análisis técnico-económico para evaluar el rendimiento integral del proceso.
Mediante experimentos sistemáticos, el equipo de investigación elucidó los mecanismos de reacción centrales que involucran reacciones redox, equilibrio de complejación y precipitación por hidrólisis. El equipo indicó que la selección de reactivos químicos ecológicos, el rendimiento superior de recuperación y el potencial de reciclaje en circuito cerrado de los reactivos redujeron el impacto ambiental del proceso, sentando las bases para su aplicación industrial. La materia prima experimental fue una mezcla de partículas de vidrio, células solares y cintas de conexión proporcionada por una empresa de reciclaje.
En la primera etapa del proceso, se utiliza una solución de bromuro de zinc como líquido pesado para separar los materiales. Al ajustar la densidad del líquido, los diferentes componentes flotan o se hunden, logrando la separación del flujo de materiales. Esta etapa recupera más del 98% de las células solares y casi la totalidad de las cintas de conexión antes del procesamiento posterior. En la segunda etapa, se utiliza una solución de cloruro de aluminio hexahidratado y peróxido de hidrógeno para tratar las células solares separadas en condiciones de agua caliente, eliminando la capa de contacto de plata, la capa posterior de aluminio y la capa antirreflectante de nitruro de silicio, mientras se conserva la oblea de silicio subyacente. Tras la optimización de parámetros, las mejores condiciones son: concentración de cloruro de aluminio hexahidratado de 1,2 mol/L, concentración de peróxido de hidrógeno del 2,0%, temperatura de reacción de 200 °C y tiempo de tratamiento de 120 minutos. En la tercera etapa, se utiliza una solución de cloruro de cobre dihidratado para tratar las cintas de conexión separadas, que consisten en un núcleo de cobre recubierto con una aleación de plomo y estaño, con el objetivo de eliminar el plomo y el estaño, conservando el núcleo de cobre. Las mejores condiciones son: concentración de cloruro de cobre dihidratado de 0,4 mol/L, velocidad de agitación de 600 rpm, tiempo de 15 minutos y temperatura de 60 °C.
Este proceso produce silicio con una pureza del 99,997%, cloruro de plata con una pureza del 99,64% (eficiencia de recuperación de plata del 80,07%), recupera el aluminio de la solución y cintas de cobre con una pureza del 99,99%. Los subproductos de las cintas de conexión generan óxido de estaño y sulfato de plomo. Además, la solución de grabado de cloruro de cobre se regenera y reutiliza con éxito, mejorando la sostenibilidad del proceso. La evaluación del ciclo de vida, realizada con una unidad funcional de 1 kg de residuos de entrada, muestra que las contribuciones de los tres pasos (separación por líquidos pesados, grabado de células solares y grabado de cintas de conexión) al potencial de calentamiento global son de 0,049 kg de CO₂ equivalente, 3,522 kg de CO₂ equivalente y 0,055 kg de CO₂ equivalente, respectivamente. En comparación con los métodos de tratamiento tradicionales, este proceso reduce las emisiones de carbono en un 80,42%. El análisis técnico-económico muestra que los beneficios de recuperación de los pasos de separación por líquidos pesados, tratamiento de células solares y tratamiento de cintas de conexión son de -0,04 USD/kg, 7,76 USD/kg y 4,81 USD/kg, respectivamente. El equipo de investigación atribuye el beneficio negativo de la separación por líquidos pesados al método de contabilidad, ya que en el cálculo solo se considera el valor de recuperación del vidrio en este paso, mientras que el valor económico de las células solares y las cintas de conexión separadas se asigna a sus respectivos pasos de tratamiento.
Esta nueva tecnología fue publicada en el Journal of Cleaner Production, con el artículo titulado "Reciclaje sostenible de módulos fotovoltaicos de silicio cristalino desechados basado en separación por líquidos pesados y grabado con cloruros metálicos" (Sustainable recycling of waste crystalline silicon photovoltaic modules based on heavy liquid separation and metal chloride etching). Investigadores de la Universidad Sun Yat-sen (Sun Yat-sen University) y de la Universidad de Minería y Tecnología de China (China University of Mining and Technology) participaron en este estudio.
Este artículo es compilado por Wedoany, las citas de la IA deben indicar la fuente «Wedoany»; si hay alguna infracción u otro problema, por favor notifícanos a tiempo, este sitio lo modificará o eliminará. Correo electrónico: news@wedoany.com
