Panourile solare făcute din deșeuri de panouri solare ar putea face sistemele mai prietenoase cu mediul

Energia solară este o veste bună pentru planeta Pământ, dar panourile solare nu sunt atât de ecologice pe cât ar trebui să fie. Însă cercetătorul Martin Bellmann și-a propus să schimbe acest lucru cu panourile solare făcute din deșeuri rezultate din producția de panouri solare.

Energia solară este energie curată. Pur și simplu. Dar lucrurile încep să se complice când vine vorba de obținerea materiilor prime de care avem nevoie pentru a face panouri solare. Nu numai că majoritatea acestor materii prime provin din China, dar până la o treime din material se pierde în timpul procesului de fabricație.

• Un cercetător a creat vaccinul administrat prin bere
• De ce pisicile miaună mai mult la bărbați decât la femei?

„Dar este posibil să putem recupera acest material ca parte a procesului de producție. Și poate că acest lucru ne va permite să stabilim o nouă industrie bazată pe energie solară în Europa”, spune Martin Bellmann.

Cum a apărut ideea pentru panourile solare făcute din deșeuri de panouri solare?

Bellmann este Senior Business Developer la SINTEF Industry și conduce proiectul internațional de panouri solare numit Icarus. Panourile solare reprezintă în prezent 60% din creșterea globală a energiei regenerabile.

Bellmann explică modul în care panourile solare încep cu cuarțul mineral, care este folosit pentru a face siliciu super-pur. Mai întâi, siliciul este topit într-un creuzet și este scos un cristal (sau lingou) de siliciu.

„Lingoul formează un fel de cilindru care crește și crește trăgând încet siliciul din creuzet. Apoi este tăiat pentru a forma un bloc cu laturi pătrate care este tăiat în felii subțiri sau ‘napolitane’, așa cum le spunem noi, cercetătorii”, spune Bellmann.

O ‘napolitană’ tipică are o grosime de doar 0,13 milimetri (13 micrometri) și aceste napolitane sunt folosite pentru a face panourile solare.

Deșeurile folosite în proces

Dar toată această tăiere are ca rezultat o cantitate mare de pulbere de „rumeguș”. Este ca și cum ai tăia o scândură de cherestea, o parte din lemn se pierde sub formă de rumeguș. Același lucru se întâmplă și cu lingoul de siliciu, chiar dacă folosiți fire subțiri de diamant. Unele materiale se vor pierde întotdeauna ca „pulbere de siliciu”, notează Tech Xplore.

„Pierdem 35% din siliciu sub formă de pulbere neagră”, spune Bellmann.

Cercetătorii vor să producă panourile solare făcute din deșeuri de panouri solare folosind această pulbere, pe care ei o numesc „aur negru”.

„În prezent, pur și simplu aruncăm această pulbere. Ceea ce face proiectul Icarus, în primul rând, este să caute modalități de a readuce pulberea în lanțul valoric și de a o folosi pentru a face cristale de siliciu și panouri solare”, spune Bellmann.

Pulberea este colectată într-un amestec de nămol lichid care conține și contaminanți din procesul de tăiere, cum ar fi oxigen, carbon, nichel, fier și aluminiu.

„Siliciul contaminat cu aceste metale nu este bun pentru fabricarea panourilor solare”, spune Bellman.

Beneficii pentru climă

Acesta este motivul pentru care el lucrează împreună cu partenerii proiectului Icarus pentru a găsi modalități de decontaminare a pulberii de siliciu, astfel încât să poată fi reciclată ca materie primă pentru noi panouri solare. Ceea ce astăzi considerăm a fi deșeuri ar putea fi folosit în alte produse, cum ar fi baterii pentru vehicule electrice. O serie de parteneri testează diferite moduri de separare a siliciului din amestecul contaminat.

Desigur, scopul este de a exploata mai bine materia primă, care, la rândul ei, va fi benefică pentru mediu și climă. Dar este, de asemenea, un obiectiv declarat ca Europa să obțină o mai mare autosuficiență.

„Sectorul european al panourilor solare a fost cândva mai mare decât este acum, dar totul a fost mutat în China. Astăzi depindem foarte mult de materiile prime din Asia, iar siliciul nu face excepție. Intenționăm să folosim pudra de siliciu pentru a ajuta la reducerea dependenței noastre de China”, spune Bellmann.

Bellmann speră că proiectul de cercetare Icarus va sta la baza unei noi industrii, poate și în Norvegia. Energia norvegiană este curată, iar acesta este un avantaj major în acest context.

Panourile solare făcute din deșeuri i-au inspirat pe oameni să recicleze și alte materiale uzate

Un bonus rezultat din proiectul Icarus este că cercetătorii intenționează să recicleze creuzetele de cuarț care sunt folosite pentru a topi siliciul înainte ca acesta să fie tras în cristale.

„Creuzetele se fracturează atunci când se răcesc în cuptorul de topire. De fiecare dată când producem cuarț, trebuie să luăm un creuzet nou și să îl aruncăm pe cel vechi. Scopul nostru este să-l folosim pe acesta ca materie primă pentru fabricarea carburii de siliciu”, ”, spune Bellmann.

Carbura de siliciu este folosită în industria electronică, printre altele, iar vehiculele electrice sunt doar unul dintre multele produse care conțin acest material.

„În mod normal, folosim așa-numitul cuarț de înaltă puritate pentru a face carbură de siliciu, dar acesta este foarte scump. Ideea noastră este că ar putea fi posibilă înlocuirea cuarțului de înaltă puritate cu deșeuri de creuzet, care este, de asemenea, în esență cuarț de foarte mare puritate”, spune Bellmann.

Proiectul Icarus analizează, de asemenea, reciclarea deșeurilor de grafit ca materie primă pentru utilizarea în baterii, printre altele.

„Grafitul de înaltă puritate este și el aruncat. Este folosit în cuptoarele în care sunt produse cristalele de siliciu, dar trebuie înlocuit din când în când pentru că își pierde proprietățile. Proiectul Icarus lucrează în prezent cu deșeuri de grafit, cu scopul de a le recicla”, spune Bellmann.

Vă recomandăm să citiți și:

Cel mai mare computer cuantic din lume, dezvăluit de IBM. Cât de aproape suntem de supremația cuantică?

Material extraterestru, reprodus cu succes, în premieră, de către cercetători

Ce a început să facă o gaură neagră la scurt timp după ce a fost creată de oameni în laborator?

Satelitul Ugandei poate printa țesut uman 3D pe orbită