Riciclare, riciclare e ancora riciclare. È un imperativo in ogni campo per ridurre l’impronta carbonica ma una pratica che assume ancor più rilevanza quando si parla di attività legate alla sostenibilità. Un gruppo di scienziati dell’Università di Nanyang, città della Cina centro-orientale, hanno trovato un modo efficiente per recuperare silicio ad alta purezza da pannelli fotovoltaici giunti a fine vita.
Il silicio recuperato può essere utilizzato per produrre batterie agli ioni di litio, la cui domanda crescente sta spingendo l’industria a trovare un numero sempre maggiore di canali di approvvigionamento di materie prime e semilavorati.
Il segreto dell'acido fosforico
Il silicio costituisce la maggior parte delle celle fotovoltaiche, che hanno una durata media di 25 o anche 30 anni. Solo che è difficile separare il silicio da altri componenti delle celle come l’alluminio, il rame, l’argento, il piombo o la plastica. Quindi, fino a oggi, il recupero del silicio era possibile ma il grado di purezza era basso e, per migliorare la qualità, si dovevano usare processi industriali accessori ad alta intensità energetica e che richiedono l’uso di sostanze chimiche altamente tossiche.
E qui si torna alla scoperta dei ricercatori cinesi. Sono riusciti a trovare un metodo che grazie all’acido fosforico, una sostanza che viene usata anche nell’industria alimentare e delle bevande, separa il silicio in purezza con operazioni a basso impatto ambientale.
Nello specifico, in nuovo metodo prevede l’immersione delle celle solari in acido fosforico diluito e caldo per circa 30 minuti. Questa operazione permette di separare metalli come alluminio e argento dalla superficie. Il processo viene ripetuto con acido fosforico a temperatura più bassa, che garantisce la rimozione di altri metalli e impurità varie. Al termine di questo secondo ciclo, della durata di 30 minuti anch’esso, si ottengono wafer di silicio puro.
Una montagna di scarti da smaltire
Il professore Nripan Mathews, titolare della cattedra di scienza e ingegneria dei materiali e direttore dell’Energy Research Institute dell’Università di Nanyang, ha affermato: "Il nostro approccio al recupero del silicio è efficiente ed efficace. Non dobbiamo utilizzare più sostanze chimiche, riducendo il tempo dedicato al post-trattamento dei rifiuti chimici. Allo stesso tempo, abbiamo raggiunto un elevato tasso di recupero del silicio, il cui grado di purezza è paragonabile a quello prodotto con tecniche di estrazione ad alta intensità energetica".
Le implicazioni della scoperta, che è stata pubblicata sulla rivista scientifica Solar Energy Materials and Solar Cells, sono rilevanti. Vista la durata media di una cella solare, 78 milioni di tonnellate di pannelli fotovoltaici scadranno entro il 2050.
Il riciclo nella transizione ecologica
