Osiągnięto bardzo wysoką sprawność odzysku srebra z zużytych modułów PV

Dzięki połączeniu metod hydrometalurgicznych i elektrochemicznych włoscy naukowcy osiągnęli wydajność odzysku srebra z poeksploatacyjnych modułów PV na poziomie ponad 98 proc.

Wraz z utrzymującym się rozwojem globalnego rynku fotowoltaiki mamy do czynienia ze stałym wzrostem nowo powstających instalacji fotowoltaicznych. Wraz ze wzrostem produkcji i wdrażania systemów PV rośnie też liczba wycofanych z eksploatacji modułów fotowoltaicznych. To zaś powoduje rosnące potrzeby związane z ich recyklingiem.

Zużyte i zdemontowane moduły fotowoltaiczne wciąż mogą stanowić atrakcyjne źródło niezbędnych surowców produkcyjnych, w tym m.in. srebra. W produkcji modułów fotowoltaicznych srebro jest wykorzystywane najczęściej w procesie metalizacji przedniej strony krzemowych ogniw słonecznych za pomocą technik sitodruku.

REKLAMA

Konieczne odzyskiwanie surowców

Prace mające na celu zwiększenie odzysku srebra ze zużytych modułów fotowoltaicznych prowadzą między innymi badacze z włoskiego Uniwersytetu Camerino, którzy w swojej ostatniej pracy naukowej poświęconej temu obszarowi tłumaczą, że odzyskiwanie surowców jest kluczowe z wielu powodów.

Przede wszystkim konwencjonalne techniki ekstrakcji metali, takie jak górnictwo odkrywkowe, mogą wyrządzić znaczne szkody środowisku i sąsiednim ekosystemom. Dlatego też zastosowanie procesu odzyskiwania metali opartego na odpadach przemysłowych może złagodzić wpływ na środowisko związany z produkcją metali.

Ponadto odzyskiwanie metali wymaga zazwyczaj mniej energii niż wydobywanie metali z rudy, co prowadzi do zmniejszenia zużycia energii i niższych emisji dwutlenku węgla, zwłaszcza jeśli szybkość odzyskiwania jest porównywalna lub wyższa niż w przypadku tradycyjnych metod ekstrakcji.

W ramach swojej pracy naukowcy wykorzystali procesy hydrometalurgiczne i elektrochemiczne do odzyskiwania czystego srebra z poeksploatacyjnych ogniw słonecznych. Badanie zostało przeprowadzone we współpracy z ORIM s.p.a – firmą specjalizującą się w odzyskiwaniu metali z odpadów stałych w Marche we Włoszech. Celem było opracowanie wysoce selektywnego procesu ługowania cząstek srebra, a następnie ich elektroosadzania za pomocą przyjaznych dla środowiska metod elektrochemicznych.

Bardzo wysoka wydajność

Wstępnie przeprowadzone eksperymenty dały wydajność odzysku srebra na poziomie około 85 proc., co naukowcy uznali za wynik niewystarczający. Taka efektywność procesu była związana z obecnością miedzi (Cu).

REKLAMA

Obecność miedzi stanowi wyzwanie, działa ona bowiem jako antagonista i utrudnia osiągnięcie wysoce czystego srebra. Aby problem rozwiązać, badacze zastosowali już wcześniej opisaną w literaturze naukowej technikę bazującą na procesach elektrochemicznych, aby podnieść wydajność odzysku metalu jeszcze bardziej.

Wynikowo zastosowanie EDRR (z ang. electrodeposition-redox replacement) skutecznie zwiększyło wydajność procesu. Technika ta co do zasady umożliwia odzyskiwanie bardzo czystego srebra metalicznego z hydrometalurgicznego odcieku zawierającego jony miedzi.

Po zastosowaniu procesu EDRR badacze odnotowali zwiększoną wydajność całego procesu odzysku czystego srebra na poziomie 98,7  ± 1,3 proc.

Skomplikowany proces laboratoryjny i szczegółowy opis zastosowanych substratów opisano w badaniu naukowym: „Silver recovery from silicon solar cells waste by hydrometallurgical and electrochemical technique” opublikowanym w „Environmental Technology & Innovation”.