Científicos del Instituto de Materiales Fronterizos (IFM) de la Universidad Deakin han desarrollado lo que dicen que es un método sostenible para extraer silicio de los residuos de paneles solares y reconfigurarlo en nano-silicio que luego se utiliza para fabricar ánodos de alta energía para baterías de iones de litio.
El silicio constituye una proporción relativamente pequeña de una célula de panel solar y hasta ahora ha sido difícil extraer ese silicio y reducirlo a sus nanopartículas sin utilizar productos químicos peligrosos como el ácido clorhídrico y el ácido nítrico.
Mokhlesur Rahman, científico especializado en materiales, y Ying Chen, director del ARC Research Hub for Safe and Reliable Energy, explican que han desarrollado un proceso térmico y químico para extraer el silicio de los residuos solares que es barato, eficaz y seguro para el medio ambiente.
A continuación, el silicio purificado se reduce a escala nanométrica mediante un proceso de fresado con bolas. De nuevo, sin necesidad de productos químicos tóxicos. A continuación, el nanosilicio se mezcla con grafito para crear un ánodo de batería que, según los investigadores, ha demostrado multiplicar por 10 la capacidad de las baterías de iones de litio.
“Estamos utilizando ese nanosilicio para desarrollar materiales de batería de bajo coste que ayuden a conseguir la tecnología de baterías asequibles, de mayor rendimiento y duración que tanto necesitamos para impulsar la transición energética de Australia”, explica Rahman.
Los científicos afirmaron que el proceso, que llevan investigando desde 2019 y han probado y revisado repetidamente para demostrar que puede funcionar y ampliarse para su uso comercial, es clave para reutilizar las células solares desechadas y evitará que residuos de alto valor vayan a parar a los vertederos.
“Las células de los paneles solares se fabrican con silicio de alto valor, pero este material no puede reutilizarse sin purificarlo, ya que se contamina mucho a lo largo de los 25 o 30 años de vida útil del panel”, explica Rahman.
“Hemos desarrollado un proceso que devuelve al silicio recogido de células usadas una pureza superior al 99%, en un día y sin necesidad de productos químicos peligrosos”.
Rahman afirmó que el proceso es mucho más ecológico, barato y eficaz que cualquier otra técnica actualmente en el mercado y representa un avance que podría hacer mucho más viable económicamente el reciclaje de paneles solares.
Chen afirmó que el proceso -que incluye la purificación, la producción de nanosilicio y la integración en la nueva tecnología de baterías- “supone un paso de gigante en la forma de abordar el problema de los residuos de paneles solares.”
“El silicio recuperado de los paneles solares al final de su vida útil puede ser una fuente masiva y sostenible de nanosilicio para satisfacer la futura demanda de materias primas para baterías. Ayudará a alimentar los hogares, el transporte y las comunidades del futuro”, añadió.
Se espera que más de 100.000 toneladas de paneles solares al final de su vida útil entren en el flujo de residuos de Australia de aquí a 2035.
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