Povećanje solarne energije širom svijeta također je izazvalo zabrinutost zbog otpada do kojeg to dovodi, a solarni paneli su na kraju svog životnog ciklusa. Solarni paneli, koji rade 20 do 30 godina, sada se bacaju milionima tona. Prema procjenama, ukupna težina svih panela koji su dostigli kraj životnog ciklusa će porasti na između 60 i 78 miliona tona do 2050. godine, što će činiti više od 10% cjelokupnog e-otpada proizvedenog u svijetu. Zanimljivo je da je srebro među glavnim komponentama solarnih panela. Možda se čini minornim, ali doprinosi oko 15% do 50% vrijednosti sredstava za reciklažu. Ploče koje se koriste obično sadrže oko 20 grama srebra, a nivoi tog metala postaju mnogo veći u starim pločama (do 300-500 delova na milion), što je uporedivo sa nivoima primarnih rudnih ležišta.
Izazov oporavka srebra
Istorijski gledano, oporavak srebra iz solarnih panela bio je zastrašujući zadatak. PV moduli su složeni kompoziti: slojevi stakla, kapsulirani polimeri (obično etilen-vinil acetat ili EVA), silikonske solarne ćelije i metalni kontakti su spojeni zajedno, što otežava rastavljanje. Tradicionalne metode oporavka se u velikoj mjeri oslanjaju na hidrometalurške pristupe – u suštini, otapanje srebra pomoću jakih kiselina poput dušične kiseline. Iako su u određenoj mjeri efikasne, ove metode imaju značajne nedostatke: troše velike količine korozivnih hemikalija, stvaraju opasan otpad uključujući emisije toksičnih azotnih oksida i skupe su za skalu. Ekonomija je bila posebno izazovna – recikliranje solarnog panela trenutno košta oko 10 do 15 dolara, u poređenju sa samo nekoliko dolara za slanje na deponiju.
Proboji širom svijeta
Ali pejzaž se brzo menja. Samo u 2026. godini, višestruki istraživački timovi najavili su izvanredna otkrića koja nas dovode do primamljivog približavanja povratu gotovo cjelokupnog srebra sa-svakog-životnog vijeka solarnih panela.
Napredni proces oksidacije.Napredni proces oksidacije razvili su naučnici sa Univerziteta Zhejiang, Xi'an Jiaotong univerziteta i Kineske akademije nauka. Nova tehnologija bazirana na peroksidu monosulfatu (PMS)-omogućava povrat 100% dragocjenog srebra iz različitih tipova kristalnih silicijumskih solarnih ćelija u roku od 20 minuta. Još jedna prednost ove tehnologije je njen nizak uticaj na životnu sredinu, koji iznosi 5% potrošnje energije i 2% hemikalija korišćenih u ranijim studijama. Kombinovana metoda luženja i elektrodepozicije omogućava dobijanje srebra čistoće veće od 99% bez upotrebe kiselina, cijanida i isparljivih organskih otapala.
Kontinuirana flotacija.U međuvremenu, istraživači na Univerzitetu Newcastle u Australiji uspješno su povećali proces pjenaste flotacije – tehniku{0}}prerade minerala koja se široko koristi u rudarskoj industriji – kako bi povratili srebro iz sunčevog otpada bez kiseline. U prvom svjetskom kontinuiranom pilot-okušanju flotacije, tim je obradio 22 kilograma materijala solarnih-ćelija prikupljenih od otprilike 460 kilograma panela na kraju --životnog vijeka (ekvivalentno oko 23 stambena solarna panela) i postigaoskoro 100% obnavljanje srebra. U uslovima stabilnog-stanja, koncentracija srebra je povećana približno 83-puta. Možda najvažnije, proces zasnovan na flotaciji-mogao bi biti tri do pet puta jeftiniji od konvencionalnih pristupa kiselinom luženja.
Direktno odvajanje rastopljenog hlorida.Tim sa Univerziteta Wuhan zauzeo je potpuno drugačiji pristup, razvijajući metodu zasnovanu na rastopljenim hloridnim solima. Koristeći nisko-cijenovni, ne-toksičan NaCl-CaCl₂-CaCO₃ sistem, postigli su99,0% obnavljanje i srebra i silicijumaistovremeno – i završili razdvajanje za samo jedan minut. Ova metoda oslobađa se tradicionalnog oslanjanja na jake kiseline ili baze, a svaki kilogram recikliranih baterija donosi neto korist od 14,04 USD uz smanjenje CO₂-ekvivalentne emisije za 11,0 kg. Tehnologija odlično radi na uobičajenim visokoefikasnim-tipovima baterija, uključujući Al-BSF, PERC i TOPCon.
Ostale nove tehnologije.Dodatne inovacije pomiču dalje granice. Postignut je hidrotermalni proces u jednom-korak koristeći tetrametilamonijum hidroksid (TMAH)99,9% iskorištavanje srebrasa troškovima obrade od samo 7,18 CNY po ciklusu i potrošnjom energije od samo 0,69 kWh. Istraživači su takođe istraživali oporavak pulsnim laserom, mehanohemijske puteve koji postižu efikasnost ekstrakcije od 98,39% i sisteme dubokih eutektičkih rastvarača sa efikasnošću ispiranja iznad 99%.
Zašto je ovo važno
Ova otkrića nisu samo akademska dostignuća – ona imaju duboke implikacije i za solarnu industriju i za globalni lanac opskrbe srebrom. Obnavljanje srebra iz panela na kraju --životnog vijeka panela u potpunosti mijenja ekonomičnost solarne reciklaže. Kao što je rekao vanredni profesor Mahshid Firouzi sa Univerziteta u Newcastleu: "Srebro je materijal najveće-vrijednosti u solarnoj ćeliji. Njegovo obnavljanje ima potencijal da recikliranje solarnih-kola učini finansijski atraktivnijim."
Samo za Australiju, do 2050. godine, očekuje se više od milion tona otpadnih ploča, koje sadrže oko 300 do 500 tona srebra. "Mi efektivno zakopavamo srebro na deponiji kada imamo mogućnost da ga povratimo i vratimo u privredu", rekao je Firouzi.
The Road Ahead
Iako su ove tehnologije dostigle nivoe tehnološke spremnosti oko 5 – što znači da su potvrđene u relevantnim okruženjima, ali još nisu u potpunosti komercijalne – putanja je jasna. Pitanje više nije da li se srebro može povratiti iz solarnih panela, već da li se može povratiti u obimu i ceni koji čini recikliranje komercijalno održivim. Sa višestrukim putevima koji sada pokazuju skoro 100% efikasnost oporavka, niže troškove i dramatično smanjen uticaj na životnu sredinu, ta budućnost se brzo približava.
Ispostavilo se da je srebrna podloga za problem solarnog otpada bukvalno srebro – a istraživači su na ivici da uhvate i posljednju uncu toga.
