Các nhà nghiên cứu ở Vương quốc Anh đã phát triển một phương pháp mới để chiết xuất bạc và nhôm từ các tế bào quang điện cuối đời, họ sử dụng clorua sắt và clorua nhôm hòa tan trong nước muối. Theo nhóm nghiên cứu, dung môi rẻ tiền này thu hồi tới 95% kim loại trong vòng 10 phút, đạt độ tinh khiết 98% của bạc clorua.
Các nhà khoa học từ Đại học Leicester ở Anh đã phát hiện ra một quy trình thu hồi bạc và nhôm từ các tế bào pin mặt trời đã qua sử dụng, rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn so với quy trình tái chế sử dụng axit khoáng hiện nay.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng công nghệ này trên các tế bào năng lượng mặt trời tinh thể có kích thước 12 × 15 cm, nặng 2 g và bao gồm một tấm silicon dày 100 µm, được phủ một lớp chống phản xạ silicon nitride dày 100 nm ở mặt trước và dày 20 µm. lớp nhôm ở mặt sau, cả hai đều có các điện cực bạc cao khoảng 30 μm.
“Đầu tiên, chúng tôi đặt pin mặt trời vào dung dịch nhôm clorua. Điện cực nhôm được lấy ra khỏi tấm silicon. Chúng tôi sử dụng sóng siêu âm để thúc đẩy quá trình hòa tan nhôm, diễn ra trong vòng vài phút ”, nhà nghiên cứu Guillaume Zante nói với tạp chí PV.
Theo các nhà khoa học, với chi phí thấp của nhôm, có thể không có lợi ích kinh tế trong việc thu hồi nó, nhưng dung dịch muối nhôm có thể được sử dụng cho mục đích xử lý nước thải, theo các nhà khoa học.
“Trong bước thứ hai, bạc được hòa tan khỏi pin mặt trời bằng cách sử dụng clorua sắt, một chất oxy hóa, trong nước muối clorua choline hoặc canxi clorua, mất khoảng 10 phút,” Zante nói, lưu ý rằng các thành phần của hai loại nước muối này, hoặc nước muối, được tìm thấy trong thức ăn cho gà và đá mạt được sử dụng trên các con đường để tránh băng, và do đó được bán rộng rãi, rẻ và ít độc tính.
“Điều thú vị là sắt hòa tan trong nước không thể oxy hóa bạc, nhưng sắt hòa tan trong nước muối thì có thể. Sử dụng nước muối thay vì nước giúp cải thiện khả năng oxy hóa bạc của sắt và cải thiện độ hòa tan của bạc trong nước muối, ”Zante nói. “Điều này là do sự hiện diện của các ion clorua trong nước muối. Thêm nước vào nước muối làm loãng các ion clorua, cho phép bạc clorua kết tủa. Bạc clorua được lọc dễ dàng khỏi dung dịch ”.
Quá trình thu hồi thành công bạc clorua với độ tinh khiết 98%, theo các nhà nghiên cứu có thể chuyển đổi thành bạc kim loại trong một bước tiếp theo, do đó làm tăng độ tinh khiết của nó. Quá trình này không ảnh hưởng đến lớp phủ silicon và lớp phủ chống phản xạ nitride, để lại khả năng tái sử dụng silicon trong các tấm PV hoặc xử lý nó cho các mục đích sử dụng khác.
Kết quả thu được trong môi trường phòng thí nghiệm, sử dụng vài gam pin mặt trời và có thể khác ở quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, các tác giả tin rằng công nghiệp hóa là khả thi do sử dụng các hóa chất rẻ, ít độc và sẵn có.
Zante cho biết: “Vì chúng tôi đang sử dụng hóa chất rẻ tiền, giá có thể thấp bằng chi phí xử lý với axit khoáng và trong một số trường hợp rẻ hơn, thấp hơn khoảng 0,4 đô la cho mỗi kg pin mặt trời so với axit khoáng.
Các nhà nghiên cứu đã trình bày những phát hiện của họ trong “ Tái chế hiệu quả kim loại từ pin mặt trời bằng cách sử dụng chất ăn mòn xúc tác ”, được xuất bản gần đây trên Tạp chí Sản xuất sạch hơn.
Các nhà khoa học hiện đang phát triển chiến lược mở rộng quy mô công nghệ và chiết xuất các kim loại khác từ các nguồn thải, bao gồm bitmut, tellurium và đồng từ các vật liệu nhiệt điện, được sử dụng trong perovskite, màng mỏng, hệ thống dây điện và cáp trong pin mặt trời. Họ cũng đang cố gắng khai thác vàng, niken và đồng từ bảng mạch in, cũng như neodymium và dysprosi từ nam châm thải.
Các học giả là một phần của dự án Met4Tech, hỗ trợ việc tạo ra một nền kinh tế tuần hoàn cho các kim loại công nghệ.
Nguồn: Tạp chí PV
