I rifiuti prodotti a livello mondiale dal silicio presente nei pannelli solari dismessi aumentano di pari passo con l’aumento dell’uso di energia solare e l’arrivo a ‘fine vita’ dei pannelli solari esausti (i migliori durano circa 30 anni). Mentre metalli preziosi come l’argento e il rame vengono spesso riciclati, il silicio che costituisce la maggior parte delle celle solari finisce nelle discariche. E non è facile, uso un eufemismo, riciclare il silicio: presenta impurità e difetti che ne impediscono il riutilizzo per nuove celle solari. Che si fa?
Un team di scienziati della Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) ha trasformato questo limite in un punto di forza. Come? Sviluppando una tecnologia in grado di trasformare vecchi pannelli solari in un nuovo materiale termoelettrico ad alte prestazioni. Un materiale che raccoglie calore e lo converte in elettricità.
Dal solare al termoelettrico, i pannelli si ‘reincarnano’
Trovo geniale nella sua semplicità l’approccio della NTU. Anziché provare a rimettere il genio nella lampada per far tornare i pannelli solari al loro impiego iniziale, sfrutta le qualità contrastanti della termoelettrica. E fa centro, perchè per un impiego termoelettrico impurità e difetti migliorano le prestazioni, anziché ostacolarle.
Per ottenere questo risultato i ricercatori hanno prima frantumato le celle solari utilizzando la tecnologia della macinazione a sfere. Questo ha esaltato le loro caratteristiche termoelettriche come la conversione di potenza e l’efficienza di raffreddamento. La seconda fase ha visto l’aggiunta di polvere di fosforo e germanio e la lavorazione ad alto calore, col metodo della sinterizzazione al plasma a scintilla.
I risultati
Il team ha sviluppato un campione che offre le prestazioni termoelettriche più ottimizzate, con una cifra termoelettrica di merito (zT) record: 0,45 a 873 K, la più alta tra i materiali termoelettrici in silicio elementare.
“Sfruttando le nostre tecniche di recupero delle risorse abbiamo mostrato che pannelli solari esausti possono produrre materiali pregiati di alta qualità. Materiali utili nella produzione di componenti di energia rinnovabile come quelli termoelettrici ad alte prestazioni, che raccolgono calore e lo trasformano in elettricità”, dice il co-autore della ricerca (ve la linko qui), il Professore associato Nripan Mathews.
Il prossimo passo? Portare questa tecnologia anche per l’upcycling su larga scala del silicio di scarto. In questo modo potrà essere usato per applicazioni di raccolta di energia ad alta temperatura come la conversione in elettricità del calore di scarto generato dai processi industriali.
Un altro punto a favore del Solare.
