A napelemek átlagos élettartama körülbelül húsz év, ami rendkívül kedvező, ám nem szabad elfeledkeznünk a tényről, hogy a 2000-es évek elején telepített első napelemek élettartama hamarosan a végéhez közeledik. Felmerül a kérdés: a környezetvédelem jegyében született technológia akár a visszájára is fordulhat, ha a kifutó napelemek hulladéklerakókba kerülnek és nem hasznosítjuk újra?

Az újrafeldolgozás költségei magasabbak, mint a hulladéklerakókban való elhelyezésük, ráadásul a visszanyert anyagok értéke alacsonyabb, mint az eredeti állapotukban volt. Tekintettel a nehézfémek – például az ólom és az ón – jelenlétére, ha a hulladékot rosszul kezelik, időzített bomba lehet a klímaválság szempontjából. A tipikus kristályos szilícium PV modulok teljes tömegének fő részét képezi az üveg (75%), ezt követi a polimer (10%), az alumínium (8%), a szilícium (5%), a réz (1%), továbbá kis mennyiségű ezüst, ón, ólom és más fémek, illetve alkatrészek. Az ólom és az ón, ha a talajba és a talajvízbe szivárog egészségügyi és környezeti problémákat okoz, ezzel szemben a réz, az ezüst és a szilícium értékes lehetőséget kínál a hatékony visszanyerés esetén. Megoldást jelenthet, ha a globális EV ipar felfedezi a visszavett napenergia-termékekben rejlő lehetőségeket és a panelben található értékes anyagok kinyerésére összpontosítanak.

Jelenleg azonban az újrahasznosítást nem lehet gazdasági szempontból kedvezőnek tekinteni, ezért gazdasági ösztönzőkre van szükség. Ráadásul Európa az egyetlen olyan régió, amely jogilag szabályozza a fotovillamos energia újrahasznosítási folyamatát: 2012 közepétől az elektromos és elektronikus hulladékokról szóló átdolgozott 2012/19/EU irányelv arra kötelezi az EU tagállamait, hogy rendelkezzenek fotovoltaikus hulladékkezelési programokkal, a termelőket felelőssé téve az általuk értékesített panelek visszavételéért és újrahasznosításáért. A szabályozás célja a környezetbarát termékek fejlesztése, valamint az újrahasznosítás megfizethetőbbé és gazdaságilag fenntarthatóbbá tétele.

A panelek értékes anyagai közül a szilícium nyújtja a legjobb lehetőséget, mivel a napelemekből kinyerve a lítium-ion akkumulátorokban újra felhasználható. Az elektromos járművek egyre növekvő száma egyedülálló lehetőséget kínál az anyag újrahasznosítására. A mai EV akkumulátorok nélkülözhetetlen részét képezik a teljes EV költségeknek (az autótól függően 33%-57%), és az anyagok előállítása döntően hozzájárul az elemek gyártásához szükséges energiaköltségekhez. A költségcsökkentési stratégiák nagymértékben támaszkodnak az anyagszintű újításokra, azaz a nyersanyagok beszerzésére és feldolgozására. Míg az EV rajongói feltétlenül üdvözlik az alacsonyabb árakat, a futásteljesítmény-rekordok beállítása a legfontosabb. 2015-ben Elon Musk azt állította, hogy az S Model akkumulátorokban a szilícium 6%-kal növeli az autó teljesítményét. Az azóta eltelt közel öt évben olyan EV társaságok kapcsolódtak be az akkumulátoros szilícium szintézis kutatási-fejlesztési programokba, mint a Daimler és a BMW. Valószínűsíthető, hogy a napelemből visszanyert szilícium az, amire szükségük van.

Míg felhasználóként nem sokat tehetünk a kedvező kimenetelért, addig a tudósok és mérnökök találékonyságára támaszkodva a napelem-hulladék megfelelő ártalmatlanítása nem pusztán vágyálom. A belga Liege-i Egyetem Anyagkutatási és Energiakutató Csoportja (The GREENMAT) által végzett kutatások bizonyítják, hogy a jövőben az elhasználódott napelemek értékes szekunder erőforrásnak bizonyulhatnak az elektromosautók akkumulátoraihoz. A csoport kutatói egy új eljárást szabadalmaztattak, amely során a korábban alkalmazott viszonylag magas hőmérséklet (450–600 °C) helyett már 200 °C alatt is kinyerhető a szilícium jelentős része, miközben sem a halogéntartamú műanyagok, sem pedig a nehézfémek nem bomlanak el vagy kerülnek a hordozó gázokba. Még ettől is fontosabb, hogy a Journal of ACS Sustainable Chemistry & Engineering honlapján publikált új módszer szerint a szilícium vagy az üveg sem olvad meg, emiatt nincs szükség másodlagos tisztítási eljárásokra az újrahasznosítás után. A viszonylag egyszerű szétszerelési folyamatnak köszönhetően a tiszta üveg akár közvetlenül is újrahasznosítható. A folyamat során kinyert nagy tisztaságú szilícium pedig felhasználható a lítium-kén akkumulátorok anódjaként.

A kutatási eredmények új utat nyithatnak meg a napelemek újrahasznosítása terén, reményt adva a lehetséges környezeti katasztrófa elkerülésére, úgy, hogy az így kinyert újrahasznosított anyagokkal a megújuló energiafelhasználás még szélesebb körű elterjedése is elősegíthető.

Forrás: https://www.pv-magazine.com/