Aus Abfall Schätze machen! Neues Verfahren kann Silber und Aluminium aus ausgedienten Photovoltaikzellen mit einer 95-prozentigen Extraktion zurückgewinnen
Nov 25, 2022
Kürzlich haben Wissenschaftler der University of Leicester im Vereinigten Königreich eine neue Methode entdeckt, um 95 Prozent der Metalle (Silber und Aluminium) aus ausgedienten Photovoltaikzellen in weniger als 10 Minuten zurückzugewinnen. Dieses Verfahren soll kostengünstiger und umweltfreundlicher sein als das derzeitige Recyclingverfahren mit Mineralsäuren.
Die Forscher wendeten die Technik auf eine Solarzelle aus kristallinem Silizium mit den Maßen 12 × 15 cm und einem Gewicht von 2 g an, die aus einem 100- Mikrometer dicken Siliziumwafer bestand, der mit einer 100- Nanometer dicken Antireflexionsschicht aus Siliziumnitrid beschichtet war auf der Vorderseite. , die Rückseite ist mit einem 20- Mikrometer dicken Aluminiumwafer beschichtet.
Die Forscher sagten: „Zunächst legten wir die Solarzelle in eine Aluminiumchloridlösung. Die Aluminiumelektroden wurden vom Siliziumwafer entfernt. Wir verwendeten Ultraschallwellen, um die Auflösung von Aluminium zu fördern, die innerhalb von Minuten stattfand. In Anbetracht der geringen Kosten von Aluminium dort mag kein wirtschaftlicher Vorteil für das Recycling von Aluminium sein, aber Aluminiumsalzlösungen können für die Abwasserbehandlung verwendet werden."
Sie erklären weiter: „Im zweiten Schritt wird das Silber in den Solarzellen entweder in Cholinchlorid- oder Calciumchlorid-Salzlösung mit Eisenchlorid gelöst, was etwa 10 Minuten dauert. Gefunden in Hühnerfutter und in Kies, der auf Straßen verwendet wird, um Vereisung zu vermeiden, es ist leicht verfügbar, kostengünstig und von geringer Toxizität."
„Interessanterweise kann in Wasser gelöstes Eisen Silber nicht oxidieren, aber Eisen in Sole kann es. Das Ersetzen von Wasser durch Sole verbessert die Fähigkeit des Eisens, Silber zu oxidieren, und erhöht die Löslichkeit von Silber in Sole. Dies ist auf Chloridionen in Sole zurückzuführen. Silberchlorid ist dann durch Zugabe von Wasser zur Salzlösung ausgefällt, um die Chloridionen zu verdünnen. Silberchlorid lässt sich leicht aus der Lösung herausfiltern", fügte er hinzu.
Am Ende des Verfahrens gelang es, Silberchlorid mit einer Reinheit von 98 Prozent zurückzugewinnen, und nach Angaben der Forscher kann Silberchlorid in einem weiteren Schritt in metallisches Silber umgewandelt und dadurch seine Reinheit erhöht werden. Das Verfahren wirkt sich nicht auf Siliziumwafer und Nitrid-Antireflexbeschichtungen aus und eröffnet die Möglichkeit, Siliziumwafer in Photovoltaikmodulen wiederzuverwenden oder sie für andere Zwecke zu verarbeiten.
Die obigen Ergebnisse wurden jedoch in einer Laborumgebung erhalten und können im industriellen Maßstab variieren. Forscher glauben jedoch, dass eine Industrialisierung machbar ist, weil sie Chemikalien verwenden, die billig, wenig giftig und leicht verfügbar sind. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im „Journal of Cleaner Production“ veröffentlicht.
