D’après pv magazine International
Une équipe de recherche internationale a proposé d’utiliser des solvants eutectiques profonds (DES) dans un nouveau processus de recyclage de modules photovoltaïques, destiné à séparer les films adhésifs EVA des panneaux solaires en fin de vie. Les solvants eutectiques profonds (DES) sont des mélanges de deux ou plusieurs composants qui forment des complexes grâce à des liaisons hydrogène. Ils sont généralement constitués d’un donneur de liaison hydrogène (HBD) et d’un accepteur de liaison hydrogène (HBA). Ils sont souvent utilisés dans le recyclage, la chimie verte et l’extraction de métaux.
« Les DES sont des solvants écologiques et biodégradables, avantageux en termes de coût et pouvant être réutilisés plusieurs fois », ajoute Shaoyuan Li, l’auteur principal de l’étude, à pv magazine, en soulignant que la séparation de l’EVA est une condition préalable à la récupération de métaux précieux des modules en fin de vie. « La séparation par pyrolyse conventionnelle peut entraîner la libération d’éléments dangereux comme le fluor à partir de la couche arrière. Les réactifs humides couramment utilisés, tels que le toluène, le trichloroéthylène et le tétrahydrofurane, posent des problèmes en raison de leur haute toxicité et des défis liés à l’élimination des déchets. Les solvants DES ont suscité un intérêt considérable dans le domaine environnemental ».
Le nouveau processus est décrit dans l’article « Recyclage écologique des modules photovoltaïques en fin de vie via des solvants eutectiques profonds », publié dans le Chemical Engineering Journal par une équipe de recherche composée de scientifiques de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie et de l’Université des Sciences et Technologies de Kunming en Chine « En résumé, cette recherche propose un nouveau type de technologie de protection de l’environnement capable de séparer l’EVA des modules photovoltaïques en fin de vie avec une haute efficacité », a conclu Shaoyuan Li.
Taux de séparation de 100 %
Dans le détail, les DES utilisés dans cette recherche ont été obtenus en mélangeant du chlorométhylène (ChCl) et de la poudre d’Oxa dans un rapport molaire de 1:1 à 70 °C pendant 2 heures. Les scientifiques ont particulièrement étudié les paramètres de séparation et le mécanisme de lixiviation proposé, et ont effectué une série de tests sur des modules solaires PERC fabriqués par Longi, une entreprise basée en Chine. Les cellules ont été démontées mécaniquement des modules, puis découpées en fragments de 20 mm x 20 mm. Ces fragments ont ensuite été trempés dans un réacteur hydrothermal avec le solvant DES à 175 °C pendant 10 heures pour dissoudre l’enveloppe EVA.
Dans des conditions optimisées, le taux de séparation de l’EVA a atteint 100 %, avec une efficacité d’élimination de l’aluminium de 98,4 %. « Le mécanisme de séparation indique que lorsque la température dépasse 175 °C, la différence significative dans les taux de rétrécissement thermique entre l’EVA et le TPT entraîne un effet de déformation », a expliqué Li. « À des températures élevées et sous l’influence de ChCl-Oxa, les groupes esters sur les chaînes latérales de l’EVA se convertissent en groupes hydroxyles. Comparé aux réactifs traditionnels comme le toluène, le système de séparation DES montre une efficacité de dissolution supérieure, améliorant significativement l’intégrité des plaquettes de silicium. »
Le groupe de recherche a également constaté qu’après 10 cycles d’utilisation du solvant DES, l’EVA pouvait toujours atteindre un taux de séparation de 100 %. « Le faible coût et la recyclabilité du solvant DES présentent un potentiel économique considérable pour la production industrielle », a déclaré le chercheur.
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