Reciclagem de painéis solares por meio de tecnologia de água supercrítica

Da pv magazine Global

Um grupo de pesquisa brasileiro desenvolveu um novo método de reciclagem para painéis solares que utiliza tecnologia de água supercrítica. Água supercrítica é água aquecida e pressurizada além do seu ponto de ebulição normal. Neste estado, possui propriedades únicas que o tornam um poderoso solvente.

“A água atinge o estado supercrítico quando a temperatura e a pressão ultrapassam 374,3 °C e 22,1 MPa, respectivamente. Suas propriedades físico-químicas são bastante diferentes neste estado, promovendo a decomposição de compostos orgânicos perigosos e persistentes”, explicaram os pesquisadores, lembrando que o processo proposto não requer produtos químicos tóxicos ou perigosos.

Com o novo método, as células solares são primeiro quebradas em pedaços menores e colocadas num reator. Esse reator é constantemente alimentado com água que é aquecida e pressionada até um estado supercrítico. Este processo resulta em produtos gasosos, líquidos e sólidos.

Para avaliar a taxa de degradação orgânica dos painéis, os acadêmicos testaram o método com temperaturas, vazões, tempos de reação e composições de soluções variadas. Em seguida, executando mais um método de otimização, o grupo alcançou uma taxa de degradação orgânica de 99,6% a 550 °C, com tempo de reação no reator de 60 minutos, vazão volumétrica de 10 mL/m e uma solução de alimentação composta por uma solução aquosa de composto orgânico residual e peróxido de hidrogênio (H2O2/Rorg).

“A solução aquosa de compostos orgânicos residuais, composta por metanol, acetonitrila e clorofórmio, foi obtida a partir de análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC)”, enfatizaram. “O processamento de resíduos de painéis solares em condições supercríticas foi realizado para avaliar a possibilidade de tratamento simultâneo de resíduos sólidos e águas residuais líquidas orgânicas, diminuindo a quantidade de água limpa consumida”.

Subprodutos do processo de reciclagem

Em relação aos produtos sólidos resultantes do método, através das diferentes condições supercríticas, foi observada uma eficiência média de recuperação de metal de 76%. Entre os metais recuperados estavam alumínio, magnésio, cobre e prata. “Essa possibilidade de recuperação torna o processo mais atrativo economicamente”, acrescentaram.

Quanto aos subprodutos gasosos, sua composição média utilizando H2O2/Rorg foi de 72,9% de dióxido de carbono, 18,6% de hidrogênio e 8,6% de nitrogênio. “Os resultados obtidos destacam uma das principais vantagens da tecnologia da água supercrítica, ou seja, a possibilidade de utilização de águas residuais para o tratamento de resíduos eletrônicos produzindo apenas gases não nocivos em ambiente controlado”, sublinham os cientistas.

O subproduto líquido produzido neste método de reciclagem consistia principalmente de derivados fenólicos, como 3-etilfenol, bisfenol A e 4-isopropilfenol. Esse novo subproduto pode então passar por outro tratamento por meio da tecnologia de água supercrítica, removendo quase 100% do carbono orgânico total. “Isso permite o reaproveitamento dos resíduos líquidos em diversos processos de tratamento de resíduos de painéis solares”, acrescentou o grupo brasileiro.

A abordagem proposta é apresentada no artigo “Reciclagem simultânea de resíduos de painéis solares e tratamento de compostos orgânicos persistentes via tecnologia de água supercrítica”, publicado na Environmental Pollution. Foi escrito por cientistas da Universidade Estadual de Maringá, da Universidade Federal de Goiás e da Universidade de São Paulo.