Siebe und Edelstahl verbessern das Recycling von Solarmodulen

20. Juli 2023

Ellen Phiddian ist Wissenschaftsjournalistin bei Cosmos. Sie hat einen BSc (Honours) in Chemie und Wissenschaftskommunikation sowie einen MSc in Wissenschaftskommunikation, beide von der Australian National University.

Ein Team australischer Ingenieure hat eine effizientere Methode zum Recycling von Solarmodulen entwickelt.

Bei Solarphotovoltaikanlagen (PVs) handelt es sich um Mischungen aus Glas, Metallen, Silizium und Kunststoff, die sich nur schwer recyceln lassen.

Dieses neue Verfahren, das gerade patentiert wurde, kann 99 % der Komponenten in PVs heraustrennen.

Professor Yansong Shen beschreibt das Recycling von Solarmodulen als „ein sehr dringendes und dringendes Problem, da die Module der ersten Generation bald das Ende ihrer Lebensdauer erreichen.“

Shen ist Leiter des ProMO-Forschungslabors an der University of New South Wales, das das Verfahren entwickelt hat.

„Wir möchten diese Platten wiederverwenden und recyceln, aber im Moment gibt es nur sehr begrenzte Forschung und sehr begrenzte Technologie, um dies effektiv zu tun und zu verhindern, dass sie einfach auf der Mülldeponie landen.“

Shen und Kollegen haben drei Jahre damit verbracht, die Technik zu entwickeln.

Zunächst entfernen sie den Aluminium- und Glasrahmen und hinterlassen die Solarzellen – Mischungen aus Silizium und verschiedenen Metallen, darunter Silber.

„Der nächste Schritt ist das Zerkleinern des Panels und die Trennung des Materials innerhalb der Solarzelle, und das ist derzeit einer der größten Engpässe für das gesamte System“, sagt Shen.

„Wenn wir nicht über eine einfache Methode zur Trennung von hohem Abrieb verfügen, können wir nicht effektiv zum dritten Schritt übergehen, bei dem es darum geht, die verschiedenen abgetrennten Materialien zurückzugewinnen und wiederverwenden zu können.

„Der Schlüssel zu unserem neuen Verfahren ist die Hinzufügung von Siebhilfsmitteln, die dabei helfen, die Solarzellen in kleinere Partikel zu zerkleinern und so eine bessere Trennung aller Komponenten zu ermöglichen. Dadurch lassen sich wichtige Elemente wie das in den Solarzellen enthaltene Silber viel einfacher zurückgewinnen.“

Das Team verwendet Edelstahlkugeln und Siebe in einem vibrierenden Behälter, um die Teile jeder Zelle zu trennen.

Der Vorgang dauert nur zwischen fünf und 15 Minuten.

„Wir haben etwa drei bis vier Monate an diesem Element gearbeitet und es auch mit Siebhilfen aus Ton oder Kunststoff getestet“, sagt Chengsun He, ein MPhil-Kandidat im Labor.

„Wir können Siebhilfen unterschiedlicher Größe für verschiedene Phasen des Prozesses verwenden. Das Hauptziel besteht darin, sicherzustellen, dass alle Partikel der PV-Zellen durch die Siebhilfen zerkleinert werden können, während das Glas und andere wichtige Materialien oben intakt bleiben.“

Anschließend können die reinen Bestandteile mithilfe eines typischen chemischen Auslaugungsverfahrens extrahiert werden.

Das bedeutet, dass sie Edelmetalle wie Silber aus den Paneelen zurückgewinnen können. Die Forscher konnten durch ihren Prozess etwa 640 Gramm Silber pro Tonne PV-Abfall zurückgewinnen.

Hochgerechnet gehen sie davon aus, dass ihre Methode allein aus dem PV-Abfall, der voraussichtlich bis 2050 anfallen wird, zwischen 5.000 und 50.000 Tonnen Silber zurückgewinnen könnte.

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Ursprünglich von Cosmos veröffentlicht, da Siebe und Edelstahl das Recycling von Solarmodulen verbessern