Científicos de la Universidad Estatal de Arizona han desarrollado un nuevo proceso en dos pasos para reciclar el plomo (Pb) de los módulos fotovoltaicos al final de su ciclo de vida.
“Ningún reciclador habla de la recuperación del plomo porque no genera muchos ingresos, sino que aumenta el costo del reciclaje”, explica a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Meng Tao. “A largo plazo, es un lastre para los recicladores, ya que es tóxico y tarde o temprano se filtrará de los paneles fotovoltaicos. Estamos considerando la recuperación del plomo como parte del proceso global de reciclado que estamos desarrollando”.
El proceso utiliza una solución de lixiviación basada en una combinación de ácido acético (CH3COOH) y peróxido de hidrógeno (H2O2), que, según los investigadores, funciona como un agente de lixiviación eficaz para el Pb “en cuestión de minutos”. Precisaron que cada célula solar utilizada en los paneles fotovoltaicos contiene, de media, unos 0,2 gramos de Pb.
El metal se recupera disolviéndolo en la solución de lixiviación. Tras la lixiviación, los polvos de Pb resultantes se enjuagan y secan sobre papel muy absorbente para minimizar la formación de compuestos de acetato de plomo, que, según el equipo, introducen errores durante las mediciones de peso. “Es preferible recuperarlo en su forma metálica para poder venderlo de nuevo a la industria solar para nuevas soldaduras”, afirma el grupo estadounidense.
El segundo paso del proceso es la electroobtención, una técnica que suele emplearse para recuperar metales de una solución mediante una reacción química electrolítica. Los científicos realizaron nueve experimentos de electroobtención con distintas combinaciones de concentración de CH3COOH. Lograron las tasas de recuperación más altas, superiores al 99%, con una solución de CH3COOH al 10%.
“Estas altas tasas de recuperación se determinaron mediante espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) para los lixiviados post-electroobtención”, explicaron. “La solución de CH3COOH al 0% presenta las tasas de recuperación de Pb más bajas para cada potencial aplicado, lo que sugiere que el CH3COOH ayuda en la electroobtención de Pb”.
Los científicos señalaron que la cantidad total de Pb en la solución es de aproximadamente 16 mg o el 0,05% de la masa total de polvo. Suponiendo que el 0,2% del peso de la célula de silicio esté representado por Pb, la cantidad total de Pb en los 1,3 g de células de silicio debería ser de 26 mg, afirmaron.
La técnica se describe íntegramente en el estudio “Lead leaching and electrowinning in acetic acid for solar module recycling” (Lixiviación y electroobtención del plomo en ácido acético para el reciclado de módulos solares), publicado en Solar Energy Materials and Solar Cells. “En general, el proceso de lixiviación y electroobtención con CH3COOH resulta prometedor como método viable y seguro para la recuperación del plomo de los módulos solares de silicio”, concluyen los investigadores.
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