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Usando um novo método, metais preciosos podem ser recuperados de forma eficiente a partir de células solares de película fina. Isso é mostrado por uma nova pesquisa da Chalmers University of Technology, na Suécia. O método também é mais ecológico do que os métodos anteriores de reciclagem e abre caminho para células solares mais flexíveis e altamente eficientes.
Hoje existem dois tipos principais de células solares. A mais comum é a base de silício e responde por 90% do mercado. O outro tipo é chamado de células solares de filme fino que, por sua vez, utiliza três subtecnologias principais, uma das quais é conhecida como CIGS (Copper Indium Gallium Selenide), e consiste em uma camada de diferentes metais, incluindo índio e prata. As células solares de película fina são, de longe, as mais eficazes das tecnologias atualmente disponíveis comercialmente. Eles também podem ser dobráveis e adaptáveis, o que significa que podem ser usados em muitas áreas diferentes. O problema é que a demanda por índio e prata é alta, e o aumento da produção é acompanhado por uma quantidade crescente de resíduos de produção, que contém uma mistura de metais valiosos e substâncias perigosas. Conseguir separar metais atraentes de outras substâncias, portanto, torna-se extremamente valioso, tanto econômica quanto ambientalmente, pois podem ser reaproveitados em novos produtos.
“É fundamental remover qualquer contaminação e reciclar, para que o material volte a ficar o mais limpo possível. ”, diz Ioanna Teknetzi, estudante de doutorado do Departamento de Química e Engenharia Química, que juntamente com Burcak Ebin e Stellan Holgersson publicaram os novos resultados na revista Materiais de Energia Solar e Células Solares.
Agora, sua pesquisa mostra que um processo de reciclagem mais ecológico pode ter o mesmo resultado.
“Levamos em consideração a pureza e as condições de reciclagem ecologicamente corretas e estudamos como separar os metais nas células solares de película fina em soluções ácidas por meio de uma maneira muito mais ‘gentil’ de usar um método chamado lixiviação. Também temos que usar produtos químicos, mas nem de longe tanto quanto com os métodos de lixiviação anteriores. Para verificar a pureza do índio e da prata recuperados, também medimos as concentrações de possíveis impurezas e vimos que a otimização pode reduzi-las”, diz Ioanna Teknetzi.
Os pesquisadores mostraram que é possível recuperar 100% da prata e cerca de 85% do índio. O processo ocorre à temperatura ambiente sem adição de calor.
“Demora um dia, um pouco mais do que os métodos tradicionais, mas com o nosso método torna-se mais econômico e melhor para o meio ambiente. Esperamos que nossas pesquisas sirvam de referência para otimizar o processo de reciclagem e pavimentar o caminho para usar o método em maior escala no futuro”, diz Burcak Ebin.
O método
1. O filme da célula solar é analisado em relação ao material, composição química, tamanho de partícula e espessura. A célula solar é colocada em um recipiente com uma solução ácida na temperatura desejada. A agitação é usada para facilitar a dissolução de metais na solução ácida. Este processo é chamado de lixiviação.
2. A eficácia da lixiviação e as reações químicas são avaliadas pela análise de amostras colhidas em momentos específicos durante o processo de lixiviação. Os diferentes metais são lixiviados em tempos diferentes. Isso significa que o processo pode ser interrompido antes que todos os metais comecem a se dissolver, o que, por sua vez, contribui para alcançar maior pureza.
3. Quando a lixiviação é concluída, os metais desejados estão na solução na forma de íons e podem ser facilmente purificados para serem reutilizados na fabricação de novas células solares.
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