أخبار ar.wedoany.com، طوّر فريق بحثي دولي طريقة لفصل الألواح الشمسية الكهروضوئية المستهلكة باستخدام نفث الماء عالي الضغط. وقد نجحت هذه الطريقة، على نطاق تجريبي، في استعادة الفضة والنحاس والسيليكون والزجاج والمكونات البوليمرية بدرجة نقاوة عالية.
تهدف هذه الدراسة إلى تعزيز مسارات إعادة التدوير المتقدمة للألواح الشمسية المصنوعة من السيليكون البلوري، بالاعتماد على عملية الفصل الميكانيكي لطبقات الألواح المركبة، مع تقليل التلوث المتبادل بين المكونات المختلفة. وأشار الفريق البحثي إلى أن هذا العمل يهدف إلى سد الفجوات الرئيسية في طرق إعادة التدوير الحالية، ودعم حلول قابلة للتوسع لإعادة تدوير الألواح الشمسية المستهلكة.
تُجرى هذه التجربة في إطار مشروع "كويزار هورايزون أوروبا" (Quasar Horizon Europe) الممول من الاتحاد الأوروبي، والذي يهدف إلى تطوير وعرض تقنيتين لإعادة التدوير لتعزيز الحلول الدائرية للألواح الشمسية المستهلكة. وبالمقارنة مع عمليات إعادة التدوير الميكانيكية التقليدية، تعمل هذه الطريقة على تحسين معدلات استعادة المواد من خلال مسارات الفصل.
تبدأ العملية بخطوة فصل باستخدام نفث الماء عالي الضغط، والتي تفصل الطبقات المترابطة بقوة بين الزجاج ومواد التغليف والخلايا الشمسية والطبقة الخلفية. ينتج عن هذه الخطوة مكون زجاجي عالي النقاوة، ثم يتم فصل المكونات المختلطة الناتجة عن عملية الفصل من مياه المعالجة باستخدام الترشيح. تُعاد المياه المفلترة إلى النظام، مما يقلل من استهلاك المياه ويدعم عملية إعادة تدوير أكثر استدامة.
تحتوي المكونات المختلطة على مواد بوليمرية وشظايا خلايا السيليكون وموصلات معدنية، وتتطلب معالجة إضافية. تُستخدم تقنيات الفصل الميكانيكي القائمة على الكثافة (بما في ذلك الفصل باستخدام الهزازات الرطبة) لتقسيم المواد إلى مكونات ثقيلة وخفيفة. ثم يتم فصل الأسلاك المعدنية والخطوط الناقلة باستخدام طريقة الفصل بالتيارات الدوامية. تُعالج شظايا الخلايا الغنية بالسيليكون باستخدام المعالجة الهيدروميتالورجية لاستعادة الفضة، والتي يتم بعد ذلك ترسيبها كهروكيميائيًا وصهرها وتحويلها إلى حبيبات كروية.
بعد إتمام العملية في المنشأة التجريبية، تم تحليل وتوصيف المواد المستعادة. أظهرت النتائج أن نقاوة الفضة المستعادة بلغت 97%، وأن الأسلاك الذكية المستعادة تحتوي على 78% نحاس و17% بزموت و4.5% قصدير. لا يزال مكون السيليكون المستعاد يحتوي على شوائب متبقية، بما في ذلك 22.33 ملغم/كغم من الفوسفور، و13.33 ملغم/كغم من الفضة، و10.67 ملغم/كغم من القصدير، و4.83 ملغم/كغم من الكالسيوم. يغلب على المكون البوليمري المستعاد التلوث غير العضوي، حيث يحتوي على حوالي 81% سيليكون و6.8% ألومنيوم و5.3% تيتانيوم.
خلص الفريق البحثي إلى أن مكون السيليكون يحمل بقايا معدنة وطلاءات، مما يشير إلى الحاجة إلى تكرير إضافي لتحقيق إعادة استخدام عالية القيمة؛ وتؤكد مستويات الشوائب وتوزيعها على أهمية اختيار العمليات المناسبة بناءً على استراتيجيات التنقية النهائية والاستخدام النهائي المتوقع.
نُشرت نتائج الدراسة في مجلة "مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية" (Solar Energy Materials and Solar Cells) تحت عنوان "استعادة المواد وتوصيفها من الألواح الشمسية المستهلكة باستخدام الفصل بنفث الماء". يضم الفريق البحثي علماء من معهد البحوث الصناعية والتقنية النرويجي (SINTEF) وشركة الألمانية للاقتصاد الدائري LuxChemtech.
