Thu hồi silicon, bạc từ các tấm quang điện mặt trời hết tuổi thọ bằng CO2 siêu tới hạn

Theo trang tin điện mặt trời trực tuyến Pháp (PVF), mục tiêu của Châu Âu là thiết lập chuỗi giá trị điện mặt trời (PV) hợp lý trong bối cảnh nguyên liệu thô giảm đáng kể. Với bối cảnh chuyển đổi năng lượng, việc tái chế vật liệu có giá trị đóng vai trò quan trọng và mang tầm  chiến lược. Với mục tiêu trên, CEA đã khai thác tối đa tiềm năng kỹ thuật để tạo ra một quy trình đổi mới nhằm tái chế bạc và silicon khi chúng hết vòng đời ở mức tối đa có thể.

Thu hồi silicon, bạc từ các tấm quang điện mặt trời hết tuổi thọ bằng CO2 siêu tới hạn của CEA. Nguồn: PVM

“Trong hơn 6 thập kỷ qua, CEA đã triển khai nghiên cứu phát triển (R&D) để phục vụ tốt hơn cho nền kinh tế tuần hoàn, trong đó chu trình nhiên liệu hạt nhân là một phần của logic cơ chế tuần hoàn này”, Virginie Basini, người đứng đầu phân ban công nghệ bền vững của CEA cho biết.

Cụ thể, CEA đã phát triển quy trình tái chế bạc và silicon tiên tiến, dựa trên các kỹ thuật ban đầu cho năng lượng hạt nhân. Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng quy trình phân tách carbon dioxide (CO2) siêu tới hạn để tách các nguyên tố quan trọng, chẳng hạn như bạc, đồng, silicon…

 Quá trình của CEA sử dụng CO2 siêu tới hạn, đại diện cho trạng thái của carbon dioxide với các đặc tính trung gian giữa chất lỏng và chất khí. Nó đạt được khi CO2 vượt qua điểm tới hạn ở nhiệt độ 31°C và áp suất P= 73,8 bar. Ở trạng thái này, CO2 xâm nhập vào chất rắn, đặc biệt là polyme bao bọc tấm quang điện mặt trời.  Khi các nhà nghiên cứu tiến hành giảm áp suất, CO2 bọc trong polyme sẽ chuyển trở lại trạng thái khí, khiến polyme nở ra và tạo bọt. Biến dạng này dẫn đến việc tách các lớp khác nhau trong mô-đun PV, cho phép chúng phục hồi riêng lẻ.  Riêng bạc chiếm hơn 30% giá trị của bảng điều khiển.

Thách thức của việc tái chế là đảm bảo độ tinh khiết tối đa của vật liệu có giá trị để tái sử dụng. Riêng trường hợp silicon, phần lớn trong số đó được thu hồi có độ tinh khiết cao được sử dụng trong vi điện tử hoặc quang điện. Kính vẫn còn nguyên vẹn sau khi tách lớp cũng có thể được tái chế dùng lại.

Theo các chuyên gia CEA, mặc dù không có tiêu chuẩn nào cho việc tái sử dụng các tấm quang điện, nhưng trong bối cảnh vật liệu cần tái chế ngày càng tăng nên công nghệ tái chế đang được quan tâm. Nhiều khởi nghiệp được ra đời để thúc đẩy việc tái chế các tấm PV dân sinh và trong công nghiệp phát triển và đi vào thực chất hơn, hiệu quả hơn.