El polvo de silicio reciclado de paneles solares fuera de uso puede reutilizarse en recubrimientos anticorrosión

Share

Investigadores de la India han demostrado un proceso químico húmedo para recuperar material de silicio de paneles solares desmantelados al final de su vida útil (EoL, por su acrónimo en inglés).

Para validar la utilidad del silicio recuperado, los científicos produjeron nanopartículas de sílice funcionalizadas, que luego se utilizaron como recubrimientos anticorrosión en un polímero. Los resultados de las pruebas mostraron una eficacia de protección contra la corrosión del 99,5 %, lo que, según ellos, supone una tasa de corrosión unas 200 veces inferior a la de las nanopartículas de sílice sin recubrimiento.

Los científicos señalaron que su sencillo proceso químico por vía húmeda para reciclar paneles EoL se centraba en los paneles de tipo campo de superficie posterior de aluminio (Al-BSF) porque la mayoría de los paneles EoL actuales y futuros serán de este tipo.

«Hemos demostrado una estrategia eficiente, respetuosa con el medio ambiente, sostenible y orientada a la economía circular para gestionar los flujos de residuos de paneles solares EoL, que crecen en todo el mundo», declaró Parveen Saini, autor correspondiente de la investigación, a pv magazine. «Era un reto recuperar células solares de silicio encapsuladas entre láminas de polímero de etilvinilacetato (EVA) superior e inferior, sin incinerar el EVA».

El equipo utilizó disolventes para el paso de eliminación del EVA, lo que supuso otro reto más que hubo que superar: evitar la pérdida del medio o los disolventes utilizados y su posterior regeneración para su reutilización.

Según la investigación, las células recuperadas se sometieron a sucesivos tratamientos químicos para grabar selectivamente varias capas, como los contactos de plata superiores, los revestimientos antirreflectantes superiores y la capa de contacto de aluminio inferior. Los materiales componentes, como las células de silicio, la cubierta de vidrio, los cables de conexión y las capas de polímero, se separaron para dejar al descubierto la oblea de silicio desnudo. Su pureza superaba el 99,9%.

Reconociendo que el silicio recuperado no podía reutilizarse para fabricar silicio solar, el equipo decidió utilizarlo para fabricar nanopartículas de sílice, nanopartículas de sílice hidrófila de grado óptico con funcionalización optimizada.

El equipo utilizó polvo de silicio triturado como precursor para la síntesis de las nanopartículas de sílice, que se procesó mediante funcionalización química en nanopartículas de sílice (SNP) y de sílice hidrófoba (HSNP) en un proceso de tres pasos. A continuación, las SNP y las HSNP se caracterizaron mediante técnicas estructurales, morfológicas, ópticas y espectroscópicas.

Las HSNP se utilizaron como recubrimientos anticorrosión y superaron «significativamente» a los recubrimientos convencionales basados tanto en matriz polimérica simple como en compuestos poliméricos rellenos de nanopartículas sin recubrimiento. Según el equipo, la eficacia de inhibición de la corrosión fue del 99,5% y la velocidad de corrosión, unas 200 veces menor que la del recubrimiento de polímero relleno de nanopartículas de sílice sin recubrir.

El rendimiento se atribuyó a la capacidad de las nanopartículas para minimizar la absorción de agua e impedir eficazmente que los agentes corrosivos llegaran al sustrato.

La investigación se describe en «A facile waste-to-wealth approach for synthesis of functionalized silica nanoparticles from end-of-life solar panel waste for technological applications» (Un enfoque sencillo de conversión de residuos en riqueza para la síntesis de nanopartículas de sílice funcionalizadas a partir de residuos de paneles solares al final de su vida útil para aplicaciones tecnológicas), publicado en Resources, Conservation and Recycling.

El proceso de recuperación de HSNP ya ha llamado la atención fuera del mundo académico. «Tanto el sector de la corrosión como el de los revestimientos especiales se han interesado por la recuperación y la reutilización», explica Saini.

De cara al futuro, el equipo de investigación pretende ampliar y adaptar el proceso de nanopartículas rediseñándolo -o reduciendo los pasos- para que se ajuste mejor a las cadenas de valor existentes y a las aplicaciones previstas. También se está trabajando en la «conversión de estas partículas en productos finales de utilidad industrial», explica Saini.

Los investigadores procedían de la Academia de Investigación Científica e Innovadora (AcSIR), el Laboratorio Nacional de Física del CSIR y la Universidad de Delhi.

Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar. Si desea cooperar con nosotros y desea reutilizar parte de nuestro contenido, contacte: editors@pv-magazine.com.

Popular content

Los costos de los proyectos solares, sin subvenciones, están «a tiro de piedra» de las nuevas centrales de gas
06 febrero 2025 Un informe de BloombergNEF señala que se espera que el costo nivelado de la energía solar de eje fijo caiga un 2%, mientras que se espera que el LCOE...