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Aus Abfall Schätze machen! Neues Verfahren kann Silber und Aluminium aus ausgedienten Photovoltaikzellen mit einer 95-prozentigen Extraktion zurückgewinnen

2022-09-22

Kürzlich haben Wissenschaftler der University of Leicester im Vereinigten Königreich eine neue Methode entdeckt, um 95 % der Metalle (Silber und Aluminium) aus ausgedienten Photovoltaikzellen in weniger als 10 Minuten zurückzugewinnen. Dieses Verfahren soll kostengünstiger und umweltfreundlicher sein als das derzeitige Recyclingverfahren mit Mineralsäuren.

Die Forscher wendeten die Technik auf eine 12 × 15 cm große und 2 g schwere kristalline Siliziumsolarzelle an , die aus einem 100 Mikrometer dicken Siliziumwafer bestand, der auf der Vorderseite mit einer 100 Nanometer dicken Siliziumnitrid-Antireflexionsschicht beschichtet war. ist die Rückseite mit einem 20 Mikrometer dicken Aluminiumwafer beschichtet.

Die Forscher sagten: „Zunächst legten wir die Solarzelle in eine Aluminiumchloridlösung. Die Aluminiumelektroden wurden vom Siliziumwafer entfernt. Wir verwendeten Ultraschallwellen, um die Auflösung von Aluminium zu fördern, die innerhalb von Minuten stattfand. In Anbetracht der geringen Kosten von Aluminium dort.“ mag kein wirtschaftlicher Vorteil für das Recycling von Aluminium sein, aber Aluminiumsalzlösungen können für die Abwasserbehandlung verwendet werden.“

Sie erklären weiter: „Im zweiten Schritt wird das Silber in den Solarzellen entweder in Cholinchlorid- oder Calciumchlorid-Sole unter Verwendung von Eisenchlorid gelöst, was etwa 10 Minuten dauert. Gefunden in Hühnerfutter und in Kies, der auf Straßen verwendet wird, um Vereisung zu vermeiden, ist es leicht verfügbar, kostengünstig und von geringer Toxizität.

„Interessanterweise kann in Wasser gelöstes Eisen Silber nicht oxidieren, aber in Sole gelöstes Eisen kann es. Das Ersetzen von Wasser durch Sole verbessert die Fähigkeit des Eisens, Silber zu oxidieren, und erhöht die Löslichkeit von Silber in Sole. Dies liegt an Chloridionen in Sole. Silberchlorid wird dann ausgefällt, indem der Salzlösung Wasser zugesetzt wird, um Chloridionen zu verdünnen. Silberchlorid lässt sich leicht aus der Lösung herausfiltrieren“, fügte er hinzu.

Am Ende des Verfahrens gelang es, Silberchlorid mit einer Reinheit von 98 Prozent zurückzugewinnen, und nach Angaben der Forscher kann Silberchlorid in einem weiteren Schritt in metallisches Silber umgewandelt und dadurch seine Reinheit erhöht werden. Das Verfahren wirkt sich nicht auf Siliziumwafer und Nitrid-Antireflexbeschichtungen aus und eröffnet die Möglichkeit, Siliziumwafer in Photovoltaikmodulen wiederzuverwenden oder sie für andere Zwecke zu verarbeiten.

Die obigen Ergebnisse wurden jedoch in einer Laborumgebung erhalten und können im industriellen Maßstab variieren. Forscher glauben jedoch, dass eine Industrialisierung machbar ist, weil sie Chemikalien verwenden, die billig, wenig giftig und leicht verfügbar sind. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im „Journal of Cleaner Production“ veröffentlicht.




 
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