Švédští vědci vyvinuli novou techniku pro recyklace cenných kovů z flexibilních tenkovrstvých solárních článků měď-indium-gallium-diselenid (CIGS) za mírných podmínek vyluhování. Ukázali, že 100 % stříbra a 85 % india lze získat zpět po 24 hodinách louhování při pokojové teplotě. A to pomocí dvou molů kyseliny dusičné.
Vědci z Chalmers University of Technology ve Švédsku ukázali, jak recyklovat cenné kovy jako stříbro (Ag) a indium (In) z flexibilních solárních článků CIGS za mírných podmínek vyluhování. Použili 15,6 cm2 x 15,6 cm2 flexibilní solární články CIGS s Ag vodivou mřížkou a substrátem z nerezové oceli od švédského výrobce FV Midsummer AB. Každá buňka se rozřezala na osm identických kusů. A poté se každý vzorek dále rozřezal na jeden malý a jeden velký kus.
Akademici umístili malé kousky PV článků do dokonale dimenzovaných nádob na trávení. Proto, aby získali celkové množství stříbra a india na článek. Větší kus umístili do louhovacích nádob a oba druhy nádob naplnili požadovaným objemem roztoku kyseliny dusičné (HNO3) o konkrétní koncentraci. Poměr geometrického povrchu ke kapalině (A:L) se také v průběhu experimentů měnil. Tým provedl všechny experimenty při teplotě místnosti a s rychlostí míchání 200 ot./min.
Nová technika metody recyklace cenných kovů
Poté, co se ukázalo, že stříbro i indium se během trávení úplně rozpustily. A proto by experimenty s vyluhováním byly provedeny s úplným množstvím každého prvku v buňkách, vědci se rozhodli otestovat, jakou koncentraci kyseliny dusičné a jaký poměr geometrického povrchu ke kapalině vedla k nejvyšším výtěžkům vyluhování.
Výsledky ukazují, že koncentrace kyseliny dusičné dva moly a poměr 1:3 A:L vede k velmi vysokým výtěžnostem cenných kovů stříbra a india. Po čtyřech až šesti hodinách louhování se získá přibližně 90 % stříbra. A po 24 hodinách dosahuje míra výtěžnosti 100 %. Přibližně 20 % až 25 % india se získá během první hodiny louhování. A nejvyššího výtěžku 85 % se dosáhne po 28 hodinách.
„Při porovnání všech výsledků pro různé experimentální podmínky lze říci, že vysoké výtěžky Ag a In se vždy doprovázejí vysokou úrovní kontaminace mnoha dalšími prvky. Přičemž zinek je vždy přítomen,“ poznamenali vědci s tím, že problematická může být i kontaminace molybdenem.
Poté ukázali, že čistší proudy lze získat selektivním louhováním. Při použití koncentrace 0,5 mol kyseliny dusičné a poměru A:L 1:3 dosahuje míra výtěžnosti stříbra asi 85 % po 24 hodinách při nižších úrovních kontaminace. Přesto míra výtěžnosti india klesá na pouhých 30 %.
Vědci také poznamenali, že jejich metoda techniky ještě není vhodná pro industrializaci. Protože koncentrace stříbra a india se zdají příliš nízké na to, aby se použily přímo v proveditelném procesu čištění s použitím více než 1 gram na litr. ,,Některé způsoby up-koncentrování, například opětovným použitím stejného výluhu pro více buněk, se zváží pro industrializaci,“ uzavřeli.
Tým se podělil o svá zjištění v dokumentu „Recyklace cenných kovů z tenkých solárních článků CIGS vyluhováním za mírných podmínek“. Ten se nedávno publikoval v časopise Solar Energy Materials and Solar Cells.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
