Polscy naukowcy pozyskują czysty krzem z zużytych modułów fotowoltaicznych
Naukowcy z Politechniki Gdańskiej potrafią już odzyskać czysty krzem z zużytych modułów fotowoltaicznych w warunkach laboratoryjnych. Teraz rozpoczną badania nad próbą przeniesienia opracowanej przez nich technologii na skalę przemysłową.
Krzem jest podstawą naszego współczesnego świata, bazuje na nim nie tylko fotowoltaika, ale i cała elektronika. Realizowany na Politechnice Gdańskiej projekt „ Recycling technology of crystalline silicon photovoltaic modules” uzyskał finansowanie w wysokości 950 750 zł w ramach programu Ventus Hydrogenii Revidius, czytamy na stronie Politechniki Gdańskiej. Projekt ma na celu przeprowadzenie prac przedwdrożeniowych, które mają na celu uruchomienie przemysłowego procesu recyklingu modułów fotowoltaicznych (PV) wytworzonych na bazie mono- i polikrystalicznych ogniw krzemowych pozyskanych z wyeksploatowanych lub uszkodzonych modułów. Ogromne znaczenie w tych badaniach będzie miał sposób recyklingu modułów PV, opracowany kilka lat wcześniej na Politechnice Gdańskiej i opatentowany w 2014 r. Pod koniec 2021 r. uczelnia udzieliła licencji wyłącznej do korzystania z wynalazku firmie, która jest partnerem przemysłowym w projekcie, czytamy dalej.
„Opracowaliśmy, chroniony patentem, sposób wydobywania ogniwa krzemowego z modułu, tak, aby w procesie odzysku pozostał krzem o czystości 99,99 proc. i można było go ponownie wykorzystać w produkcji ogniw PV. 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. – „W tym projekcie będziemy prowadzić prace badawcze, które pozwolą firmie określić, czy wdrożenie naszej, dobrze sprawdzającej się w warunkach laboratoryjnych, technologii na dużą skalę będzie możliwe i opłacalne.”
Instalacje fotowoltaiczne stały się bardziej powszechne w latach osiemdziesiątych, a jako że okres eksploatacji modułów wynosi średnio około 30 lat, już teraz na terenie Europy znajduje się dużo odpadów fotowoltaicznych o różnej proweniencji. Prowadzone na Politechnice Gdańskiej badania mogą przyczynić się do ograniczenia zużycia pierwiastków, różnych materiałów i energii podczas poszczególnych etapów produkcji, a przede wszystkim do ograniczenia powstawania ilości odpadów, z którymi Europa będzie musiała się jakoś uporać.
Prof. Klugmann-Radziemska podkreśla, że produkcja szkła, aluminium i krzemu wysokiej czystości, czyli materiałów używanych do produkcji modułów fotowoltaicznych, to najbardziej energochłonne technologie w produkcji przemysłowej, dlatego zastosowanie materiałów z recyklingu pozwoli znacznie ograniczyć zużycie energii pierwotnej. Politechnika Gdańska podaje, że badania te wpisują się w światowy model gospodarki obiegu zamkniętego, dlatego dzięki rozwiązaniu możliwy będzie recykling modułów na poziomie 90%, z uwzględnieniem odzysku aluminium i szkła.
„Moduł fotowoltaiczny składa się w uproszczeniu z aluminiowej ramy, szkła, laminatu, który ma chronić ogniwa przed działaniem czynników atmosferycznych oraz ogniw krzemowych. 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 (niemal wolnego od defektów), móc wycinać wafle krzemowe do wykorzystania w przemyśle fotowoltaicznym i elektronice.” - opisuje Politechnika Gdańska na swojej stronie internetowej.
