Pesquisadores da Universidade Nacional de Gyeongsang Jinju, na Coreia do Sul, desenvolveram um novo método para separar o encapsulante de etileno acetato de vinila (EVA) do silício reciclado de painéis solares em fim de vida (EoL).
Nos processos comuns de reciclagem mecânica, o EVA é misturado após a trituração ou moagem, enquanto os métodos químicos e de delaminação são geralmente demorados ou criam resíduos perigosos. Com uso químico “mínimo”, de acordo com os pesquisadores, o novo processo utiliza separação por gravidade térmica e úmida (WGS) para separar o EVA do pó de Si recuperado.
O processo de separação por gravidade úmida usa uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) que explora a diferença de gravidade entre silício e EVA, usando as gravidades específicas dos dois materiais para facilitar sua centrifugação. “Todos os processos de reciclagem foram realizados na instalação comercial, exceto a separação por gravidade úmida para remover o encapsulante de etileno acetato de vinila (EVA)”, disse o autor correspondente da pesquisa, Jongsung Park, à pv magazine.
Todo o processo começa com a desmontagem da estrutura de alumínio do módulo e a remoção do selante. Em seguida, um processo de retificação remove a folha traseira e um processo de aquecimento separa as camadas restantes. A etapa seguinte consiste em um processo de trituração para selecionar células solares encapsuladas em EVA, que é seguido por um processo de classificação baseado nas diferenças de tamanho de partícula de materiais triturados. Além disso, partículas pequenas e metais em pó das células fotovoltaica são separadas e um processo térmico elimina o EVA contido no pó de silício.
“O processo térmico a 550 °C removeu efetivamente todos os componentes do polímero, especificamente EVA, do pó de silício recuperado, conforme confirmado por várias técnicas analíticas, como TGA, FT-IR, SEM e EDS”, explicou o grupo. “Embora eficaz, o processo térmico tem desvantagens notáveis, incluindo alto consumo de energia e emissões significativas de dióxido de carbono, tornando-o menos ecológico do que o WGS.”
Análises posteriores confirmaram a remoção efetiva de EVA e outros polímeros. “A reciclagem dos módulos fotovoltaicos EoL foi realizada em uma instalação comercial e um processo ecologicamente correto foi usado para recuperar silício de alta pureza”, explicou Park. “Recuperamos o silício em forma de pó e não o usaremos para a fabricação de células solares novamente, mas como matéria-prima para reciclagem em nitreto de silício (SiNx), óxido de silício (SiOx) ou carboneto de silício (SiC).”
Os cientistas apresentaram a nova técnica no estudo “Development of eco-friendly pretreatment processes for high-purity silicon recovery from end-of-life photovoltaic modules“, que foi publicado recentemente na Royal Society of Chemistry.
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