체와 스테인리스 스틸로 태양광 패널 재활용 개선

2023년 7월 20일

Ellen Phiddian은 Cosmos의 과학 저널리스트입니다. 그녀는 호주 국립대학교에서 화학 및 과학 커뮤니케이션 학사 학위와 과학 커뮤니케이션 석사 학위를 취득했습니다.

호주 엔지니어 팀이 태양광 패널을 재활용하는 보다 효율적인 방법을 개발했습니다.

태양광 발전(PV)은 유리, 금속, 실리콘, 플라스틱이 혼합되어 있어 재활용이 어렵습니다.

방금 특허를 받은 이 새로운 공정은 PV 구성 요소의 99%를 분리할 수 있습니다.

Yansong Shen 교수는 태양광 패널 재활용을 다음과 같이 설명합니다. "1세대 패널의 수명이 다해가고 있기 때문에 매우 시급하고 시급한 문제입니다."

Shen은 프로세스를 개발한 뉴사우스웨일스 대학의 ProMO 연구실 리더입니다.

"우리는 이러한 패널을 재사용하고 재활용하고 싶지만 현재로서는 이를 효과적으로 수행하고 매립되는 것을 방지할 수 있는 연구와 기술이 매우 제한되어 있습니다."

Shen과 동료들은 이 기술을 개발하는 데 3년을 보냈습니다.

먼저, 그들은 실리콘과 은을 포함한 다양한 금속의 혼합물인 태양전지를 떠나 알루미늄과 유리 프레임을 제거합니다.

"다음 단계는 패널을 분쇄하고 태양 전지 내부의 재료를 분리하는 것이며 이는 현재 전체 시스템의 주요 병목 현상 중 하나입니다."라고 Shen은 말했습니다.

“고마모 분리를 위한 간단한 방법이 없다면 분리된 다양한 물질을 회수하여 재사용할 수 있는 세 번째 단계로 효과적으로 이동할 수 없습니다.

“우리의 새로운 공정의 핵심은 태양 전지를 더 작은 입자로 분쇄하여 모든 구성 요소를 더 잘 분리하는 데 도움이 되는 체질 보조제를 추가하는 것입니다. 그러면 태양전지에 포함된 은과 같은 중요한 원소를 회수하는 것이 훨씬 쉬워집니다.”

팀은 진동 용기 내부에 스테인리스 스틸 볼과 체를 사용하여 각 셀의 부품을 분리합니다.

이 과정은 5~15분 정도 밖에 걸리지 않습니다.

연구실의 MPhil 지원자인 Chengsun He는 "우리는 해당 요소에 대해 작업하는 데 약 3~4개월을 보냈고 점토나 플라스틱으로 만든 체질 보조제로 테스트도 했습니다"라고 말했습니다.

“우리는 공정의 여러 단계에 대해 다양한 크기의 체질 보조제를 사용할 수 있습니다. 주요 목표는 모든 PV 전지 입자가 체질 보조제에 의해 분쇄될 수 있도록 하는 동시에 유리 및 기타 중요한 재료는 상단에 그대로 유지되도록 하는 것입니다.”

그런 다음 일반적인 화학적 침출 공정을 사용하여 순수한 성분을 추출할 수 있습니다.

이는 패널에서 은과 같은 귀금속을 회수할 수 있음을 의미합니다. 연구진은 공정을 통해 채취한 PV 폐기물 1톤당 약 640g의 은을 회수할 수 있었습니다.

이를 추정하면, 그들은 그들의 방법이 현재부터 2050년 사이에 생성될 것으로 예상되는 PV 폐기물로부터 5000~50,000미터톤의 은을 회수할 수 있다고 믿고 있습니다.

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원래 Cosmos에서 체와 스테인리스 스틸로 태양광 패널 재활용을 개선하는 것으로 출판했습니다.