Recykling PV – naukowcy z Politechniki Gdańskiej odzyskują krzem z modułów fotowoltaicznych

Badacze działający na Politechnice Gdańskiej potrafią odzyskiwać czysty krzem (99,9 proc.) z zużytych modułów fotowoltaicznych. Jak na razie w warunkach laboratoryjnych, ale są plany wdrożenia rozwiązania na skalę przemysłową.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia
Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

Podziel się

W ramach projektu finansowanego z programu Ventus przeprowadzone zostaną prace przedwdrożeniowe, mające na celu uruchomienie przemysłowego procesu recyklingu modułów fotowoltaicznych wytworzonych na bazie mono- i polikrystalicznych ogniw krzemowych pozyskanych z wyeksploatowanych lub uszkodzonych modułów – czytamy na stronie uczelni.

Naukowcy będą bazować na opracowanym w ubiegłych latach w Katedrze Konwersji i Magazynowania Energii na Wydziale Chemicznym PG sposobie recyklingu modułów PV, który został opatentowany w 2014 roku. Pod koniec 2021 roku Politechnika Gdańska udzieliła licencji do korzystania z wynalazku wyłącznie firmie, która jest partnerem przemysłowym w projekcie.

Nasza technologia jest wyjątkowa, jeśli chodzi o odzysk czystego krzemu i nie ma obecnie w publikacjach naukowych na świecie podobnych rozwiązań, choć wiemy, że przemysł za granicą prowadzi działania w tym zakresie. W Polsce, według dostępnych danych, nie istnieje natomiast żaden zakład, który zajmuje się recyklingiem modułów.

Mówi prof. Ewa Klugmann-Radziemska, kierownik projektu i dyrektor Szkoły Doktorskiej Wdrożeniowej Politechniki Gdańskiej.

Proces odzyskiwania trwa godzinę 

Prof. Klugmann-Radziemska wyjaśnia, że aby uwolnić ogniwo, trzeba oddzielić od podłoża krzemowego te warstwy, które były nanoszone w procesie technologicznym. Naukowcy stosują procesy mechaniczne (zdjęcie aluminiowej ramy), termiczne (odparowanie laminatu w procesie pirolizy), oraz chemiczne. Praca nad samym ogniwem w procesie chemicznym podzielona jest na dwa etapy: z wykorzystaniem mieszanin zasad i kwasów. Wszystkie procesy łącznie zajmują około godziny.

W przypadku, gdy z różnych powodów nie uda się odzyskać całego tzw. wafla krzemowego, naukowcy będą pracować nad jego fragmentami, które można wykorzystać w produkcji kolejnych ogniw PV. W tym celu przetopią sproszkowany krzem w piecu Czochralskiego, aby po uzyskaniu walca krystalicznego krzemu, móc wycinać wafle krzemowe do wykorzystania w przemyśle fotowoltaicznym i elektronice.

Oprócz identyfikacji składów modułów i badań w zakresie przygotowania ich do delaminacji, naukowcy z Katedry Konwersji i Magazynowania Energii oraz Katedry Technologii Polimerów, a także z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa będą badać wydajność mieszanin użytych w procesach chemicznych, emisje do atmosfery oraz aspekty związane z odpornością maszyn na działanie zastosowanych mieszanin. Wyniki badań mają stanowić wytyczne do biznesplanu i linii technologicznej dla firmy wdrażającej. Ze względu na zastosowane metody termiczne i chemiczne, proces przemysłowy będzie zamknięty i zautomatyzowany.

Źródło: Politechnika Gdańska

Zobacz również