新南威尔士大学悉尼分校的工程师们开发了一种新的、更有效的回收太阳能电池板的方法,这种方法可以高效地回收银。
该工艺已获得专利,是专门为光伏板设计的,目的是快速有效地对组件材料进行分类,这是高效光伏回收的关键步骤。
到目前为止,彻底回收太阳能电池板已经被证明是困难的,因为单个部件,如玻璃、硅、金属、电线和塑料,都以一种难以分离的方式集成在一起。
为了重复使用,太阳能电池板组件需要仔细分离,以避免与其他材料污染。制造商只会重复使用具有高纯度的材料——这已被证明是很难实现的。
这意味着绝大多数太阳能电池板最终可能会被填埋,而不是被回收利用,以造福环境。
但现在,由沈岩松教授领导的ProMO实验室团队宣布了一种新的工艺,可以有效分离99%的光伏电池颗粒。
沈教授说:“光伏电池板通常使用20或25年左右,所以考虑到自20世纪90年代以来国内太阳能发电的增长,我们可以看到,处理第一代电池板即将结束使用寿命的问题是一个非常紧迫的问题。”
“我们希望重新利用和回收这些面板,但目前的研究和技术都非常有限,无法让我们有效地做到这一点,也无法防止它们最终被填埋。
“把太阳能电池板扔进垃圾填埋场是个大问题,因为有很多有害物质太阳能板中的金属会污染土壤和水。所以对于环境出于政府的原因,我们还需要找到一种更好的方法来回收电池板。
“与此同时,如果它们能得到适当的回收利用,它们的报废也是银等许多贵重金属的来源。”
根据国际可再生能源机构的估计,到2030年,全球范围内的累计光伏废品量将达到800万吨。到2050年,这一数字可能会飙升至7800万吨,因为本世纪初安装的连续几代太阳能电池板即将寿终。
新南威尔士大学的ProMO研究小组计算出,到2050年,利用他们的方法,可以从累积的废物中回收500万到5000万公斤的银,因为在测试中,每吨光伏废物回收约0.64公斤银。
沈教授的团队已经花了近三年的时间来开发他们的新工艺,该工艺将传统方法与使用辅助筛分剂的高磨蚀性分离系统相结合。
现有的回收光伏板的第一步包括去除大型组件,如铝框架和玻璃板,只留下太阳能电池。
沈教授说:“下一步是粉碎面板和分离太阳能电池内部的材料,这是目前整个系统的关键瓶颈之一。”
“如果我们没有一种简单的高磨损分离方法,那么我们就不能有效地进入第三步,即回收已经分离的各种材料并能够重复使用。
“我们新工艺的关键是添加了筛分助剂,它有助于将太阳能电池粉碎成更小的颗粒,从而更好地分离所有组件。这使他更容易康复重要的元素如银co保存在太阳能电池中。”
整个破碎和筛分过程在振动容器内进行,仅需5-15分钟即可有效分离99%的PV材料
该团队发现,使用不锈钢球作为筛分添加物为该过程提供了最佳解决方案。
“我们花了大约三到四个月的时间研究这个元素,还用粘土或塑料制成的筛分辅助工具进行了测试,”团队成员、哲学硕士候选人何承荪(Chengsun He)说。
“我们可以在过程的不同阶段使用不同尺寸的助筛剂。我们的主要目标是确保所有的光伏电池颗粒都能被助筛剂粉碎,同时玻璃和其他重要材料在顶部保持完整。”
一旦使用新的专利工艺分离材料,该团队就可以采用传统的化学浸出,以及沉淀来提取特定元素,如纯硅和银。
在测试中,使用他们的工艺,研究人员能够从太阳能电池中提取99%的银,以供潜在的再利用。
“我们的30名研究人员是澳大利亚最大的光伏回收技术开发团队,而不仅仅是生命周期评估(LCA),可能是世界上最大的团队之一。这项专利只是报废太阳能电池板回收过程的一部分,我们还在研究其他步骤的其他解决方案,”沈教授说。
“我们已经与一些行业合作伙伴合作,但我们希望参与更多的行业合作,以扩大这一过程,并提高光伏回收过程的经济可行性。
“我认为人们才刚刚开始意识到,以一种环保的方式回收这些光伏电池是多么重要。”
引用本文:新的环保太阳能电池板回收工艺有助于回收有价值的银(2023年,7月20日)2023年7月21日检索自https://techxplore.com/news/2023-07-environmentally-friendly-solar-panel-recycling.html