Un equipo internacional de investigación ha propuesto utilizar disolventes eutécticos profundos (DES, por sus iniciales en inglés) en un nuevo proceso de reciclaje de módulos fotovoltaicos destinado a separar las películas adhesivas de etilvinilacetato (EVA) de los paneles solares al final de su vida útil.
«Los DES son disolventes ecológicos y biodegradables que tienen un precio ventajoso y pueden reutilizarse varias veces», explicó a la revista pv el autor principal de la investigación, Shaoyuan Li. El autor principal de la investigación, Shaoyuan Li, explicó a pv magazine que la separación de EVA es un requisito previo para la recuperación de metales valiosos de los módulos fuera de uso. «La separación pirolítica convencional puede liberar elementos peligrosos como el flúor de la lámina posterior. Los reactivos húmedos que se utilizan habitualmente, como el tolueno, el tricloroetileno y el tetrahidrofurano, plantean problemas debido a su elevada toxicidad y a las dificultades que plantea la eliminación de residuos. Los disolventes DES han acaparado una gran atención en el campo medioambiental».
Un DES suele estar compuesto por dos o más componentes que forman complejos de enlaces de hidrógeno, compuestos por aceptores de enlaces de hidrógeno (HBA) y donantes de enlaces de hidrógeno (HBD).
Los DES utilizados en la investigación se obtuvieron agitando clorometileno (ChCl) y polvo de Oxa en una proporción molar de 1:1 a 70 ºC durante 2 horas.
Los científicos investigaron, en particular, los parámetros de separación y el mecanismo de lixiviación del mecanismo propuesto y realizaron una serie de pruebas en módulos solares PERC del fabricante chino Longi. Las células se desmontaron mecánicamente de los módulos y se cortaron en fragmentos de 20 mm x 20 mm. A continuación, los fragmentos se sumergieron en un reactor hidrotérmico con el disolvente DES a 175 C durante 10 horas para disolver el encapsulante EVA.
En condiciones optimizadas, la tasa de separación de EVA alcanzó el 100%, acompañada de una eficacia de eliminación de aluminio (Al) del 98,4%.
«El mecanismo de separación indica que cuando la temperatura supera los 175 ºC, la diferencia significativa en las tasas de contracción térmica entre el EVA y el TPT provoca un efecto de alabeo», explicó Li. «A altas temperaturas y bajo la influencia de ChCl-Oxa, los grupos éster de las cadenas laterales del EVA se convierten en grupos hidroxilo. Comparado con el reactivo tradicional tolueno, el sistema de separación DES demuestra una eficacia de disolución superior, mejorando significativamente la integridad de las obleas de silicio».
El grupo de investigación también descubrió que, tras 10 ciclos de uso del disolvente DES, el EVA aún puede alcanzar una tasa de separación del 100%. «El bajo coste y la reciclabilidad del disolvente DES presentan un mayor potencial económico para la producción industrial», afirmó Li.
El nuevo proceso se describe en el artículo «Green recycling of end-of-life photovoltaic modules via Deep-Eutectic solvents» (Reciclaje ecológico de módulos fotovoltaicos al final de su vida útil mediante disolventes eutécticos profundos), publicado en la revista Chemical Engineering Journal. «En resumen, esta investigación propone un nuevo tipo de tecnología de protección medioambiental que puede separar el EVA de los módulos fotovoltaicos al final de su vida útil con gran eficacia», afirma Li.
El equipo de investigación estaba formado por científicos de la Universidad australiana de Nueva Gales del Sur (UNSW) y de la Universidad china de Ciencia y Tecnología de Kunming.
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