Nová technológia prináša riešenie recyklácie solárnych panelov. Odpad nájde opätovné využitie v zlievarenskom priemysle.
Lisovaná tableta obsahujúca hliníkové špony a kremíkový wafer z fotovoltických panelov. Zdroj: VUT v Brne, Autor: Václav Koníček
Striebro, kremík, cín aj zinok. Wafery starých solárnych panelov obsahujú rad kovov, ktoré by bolo užitočné separovať či alternatívne využiť v nových zliatinách. Dosiaľ však neexistovala technológia umožňujúca ich ekologickú i ekonomickú recykláciu. Riešenie teraz ponúkli výskumníci z Centra materiálového výskumu Vysokého učenia technického (CMV VUT) v Brne.
Recyklácia wafera
Solárnych panelov v skladoch recyklačných spoločností pribúda. Podľa dát firmy VIA ALTA treba v súčasnosti v Českej republike denne zlikvidovať 3 až 4 tony. Číslo by pritom malo v budúcnosti ešte výrazne narásť. Boom solárnych panelov odštartoval v roku 2010 a ich bežná životnosť sa podľa zvolenej technológie pohybuje medzi 10 a 25 rokmi.
Problému čelia aj ďalšie európske štáty. Chemici z CMV VUT dostali od odborníkov z VIA ALTA neľahkú úlohu – vymyslieť použiteľný vzor technológie, ktorá umožní spracovať tony odpadu ekologicky a rentabilne.
„Výrobné spoločnosti spravidla tvrdia, že sú ich solárne panely perfektne recyklovateľné. Nie je to však pravda. Panely sa zrecyklujú, ako požaduje legislatíva, približne na 90 percent – odstráni sa masívne sklo a hliníkový rám, ktorý drží konštrukciu pohromade. Zostáva ale menšia vodivá časť, zvaná wafer, zatavená v polyméri. Obsahuje striebro a ďalšie zaujímavé kovy,“ vysvetľuje vedúci projektu Jaromír Wasserbauer z laboratória kovov a korózie v CMV VUT.
Spaľovanie ani chemická cesta neobstáli
Od pôvodného zámeru separácie jednotlivých kovov museli odborníci v priebehu trojročného výskumu upustiť. „Spaľovanie je z dôvodu použitých fluorovaných polymérov ekologickou katastrofou. Preto sme testovali chemickú cestu, ktorá je perfektná na separáciu kovov v mobilných telefónoch obsahujúcich prvky zlata,“ vysvetľuje vedúci výskumnej časti Matěj Březina.
Polymér zo solárneho panelu vložili do rozpúšťadla a úspešne vyextrahovali jednotlivé kovy. Proces bol však nielen pomalý, ale aj drahý. „Striebro je niekoľkonásobne lacnejšie než zlato a solárne panely ho obsahujú len štipku, čo recyklačnú technológiu spätne nezaplatí,“ vypočítava Březina slepé uličky, ktorými počas projektu prešli.
Riešením sú puky pre zlievarenskú výrobu
Nakoniec sa výskumníci rozhodli pre opačnú stratégiu – kovy z materiálu neseparovať, ale k rozdrvenému waferu pridať špony, ktoré vznikli obrábaním hliníka.
Dva typy odpadov z rôznych zdrojov zalisovali do hliníkových pukov, ktoré je možné používať v zlievarenskej výrobe. „Uvedomili sme si, že všetky kovy obsiahnuté vo waferoch sa dajú použiť na vylepšenie vlastností hliníkových zliatin. Zlievarenské firmy roztavia puky v správnom pomere s hliníkom a môžu vyrábať,“ uzatvára Wasserbauer. Z kusa starého solárneho panelu tak vznikne napríklad nový blok motora či prevodovky.
Aktuálne sa výskumníci z CMV VUT chcú zaoberať recyklačnými technológiami aj pre ďalšie typy solárnych panelov. Nové solárne panely síce už neobsahujú striebro, ale celú paletu iných zaujímavých prvkov – napríklad meď, indium, gálium, selén, síru, zinok či kadmium.
Zdroj: TS VUT v Brne
(zh)
