Nápady a objevy

23. října 2023

​​Recyklace solárních panelů? Zatím neexistuje. Řešení nabízí nová technologie z VUT

Stříbro, křemík, cín i zinek. Wafery dosloužilých solárních panelů obsahují řadu kovů, které by bylo užitečné separovat či alternativně využít v nových slitinách. Doposud však neexistovala technologie umožňující jejich ekologickou i ekonomickou recyklaci. Řešení teď nabídli výzkumníci z Centra materiálového výzkumu (CMV) Fakulty chemické VUT.

Solárních panelů ve skladech recyklačních společností přibývá – podle dat firmy VIA ALTA je jich aktuálně v České republice potřeba zlikvidovat 3–4 tuny denně. Číslo ještě výrazně poroste, boom solárních panelů odstartoval v roce 2010 a jejich běžná životnost se podle zvolené technologie pohybuje mezi 10 a 25 lety.

Problému čelí nejen Česká republika, ale i další evropské státy. Chemici z CMV VUT proto od odborníků z VIA ALTA dostali nelehký úkol – vymyslet užitný vzor technologie, která umožní zpracovat tuny odpadu ekologicky a rentabilně.
„Výrobní společnosti zpravidla tvrdí, že jejich solární panely jsou perfektně recyklovatelné. A není to pravda. Panely se recyklují přibližně z 90 %, jak požaduje legislativa – odstraní se masivní sklo a hliníkový rám, který konstrukci drží pohromadě. Zůstává ale menší vodivá část zvaná wafer zatavená v polymeru. Obsahuje stříbro a další zajímavé kovy,“ vysvětluje vedoucí projektu Jaromír Wasserbauer z Laboratoře kovů a koroze v CMV VUT.

Od původního záměru separace jednotlivých kovů museli výzkumníci v průběhu tříletého výzkumu upustit. „Spalování je kvůli použitým fluorovaným polymerům ekologická katastrofa. Proto jsme testovali chemickou cestu, která je perfektní pro separaci kovů v mobilních telefonech obsahujících prvky zlata,“ vysvětluje vedoucí výzkumné části Matěj Březina.

Polymer ze solárního panelu vložili do rozpouštědla a úspěšně vyextrahovali jednotlivé kovy. Proces byl však nejen pomalý, ale i drahý. „Stříbro je několikanásobně levnější než zlato a soláry ho obsahují jen špetku, což recyklační technologii zpětně nezaplatí,“ vypočítává Březina slepé uličky, kterými během projektu prošli.

Nakonec se výzkumníci rozhodli pro opačnou strategii – kovy z materiálu neseparovat, ale k rozdrcenému waferu přidat špony vzniklé obráběním hliníku.

Dva typy odpadů z různých zdrojů zalisovali do hliníkových puků, které je možné používat ve slévárenské výrobě. „Uvědomili jsme si, že všechny kovy obsažené ve waferech, se dají použít k vylepšení vlastností hliníkových slitin. Slévárenské firmy roztaví puky ve správném poměru s hliníkem a mohou vyrábět,“ uzavírá Wasserbauer. Z kusu vysloužilého solárního panelu tak vznikne třeba nový blok motoru či převodovky.

Aktuálně se výzkumníci z CMV VUT chtějí zabývat recyklačními technologiemi i pro další typy solárních panelů. Nové solární panely sice už neobsahují stříbro, ale celou paletu jiných zajímavých prvků – například měď, indium, galium, selen, síru, zinek či kadmium.

Výzkumný projekt vznikl díky podpoře TA ČR v programu TREND 1.

(mar)
Vstoupit do fotogalerie

Témata

Související články:
"Technologický oscar" pro biotechnologii Hydal, která vznikla na VUT v Brně
Ivana Márová: Čas jde vždy pouze jedním směrem
I sprchový kout může měnit barvu, a ještě šetřit energii
Betony bez cementu? Stavět lze i tak
Levnější, kvalitnější i ekologičtější. Výzkumníci z FCH VUT vytvořili nové dextrinové lepidlo