Nova tecnologia de descapsulação para reciclagem de módulos solares

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Da pv magazine Global

Um grupo de cientistas liderados pela Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveu um novo método para separar o encapsulante etileno-acetato de vinila (EVA) dos módulos solares no final de seu ciclo de vida.

“Nossa pesquisa indica que controlar o grau de expansão do EVA é crucial para uma delaminação eficiente”, disse o principal autor da pesquisa, Dong Wang, à pv magazine. “Com base nessa premissa, selecionamos cuidadosamente o limoneno natural como solvente verde. Em determinadas concentrações e temperaturas, o limoneno pode induzir a expansão apropriada do EVA, quebrando eficientemente as ligações de interface sem causar expansão excessiva e danificar as células solares. Esse processo possibilita a delaminação completa do vidro”.

O limoneno é um produto químico encontrado na casca de frutas cítricas, como limões, limões e laranjas e, de acordo com a equipe de pesquisa, facilita a expansão controlada do EVA no processo de descapsulação, o que, por sua vez, evita a ruptura celular devido à força irregular durante o processo.

“Este reagente não se mescla com EVA quimicamente, o que induz principalmente a expansão controlável do EVA, criando condições para a reciclagem eficiente”, explicou Wang, acrescentando que este reagente não tóxico consegue a separação entre camadas ao interromper os grupos de silanos na superfície do vidro e do backsheet em contato com o EVA.

Os cientistas realizaram uma série de testes experimentais em um reator de vidro de camada dupla e um reator ultrassônico de temperatura constante para gerar campos físicos ultrassônicos. A taxa de separação de vidros foi determinada pelo método de pesagem, envolvendo a medição da massa de vidro antes e após a separação com balança eletrônica.

Eles também usaram análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS) para analisar a composição química e o mecanismo de ligação na interface entre EVA, vidro, células solares e backsheet.

A análise mostrou que a nova técnica é supostamente capaz de quebrar as ligações na região adesiva interfacial sem danos excessivos às células solares. “Essa expansão controlada provou ser essencial para uma delaminação eficiente, como evidenciado pelo grau de inchaço e alterações morfológicas”, afirmaram os acadêmicos.

“Sob condições experimentais otimizadas, conseguimos separar totalmente o vidro e o backsheet, permitindo o potencial de recuperação completa de células solares de silício cristalino”, acrescentou Wang, observando que ajustar a concentração da solução de limoneno foi a chave para regular efetivamente a expansão do EVA. “Combinando com o campo físico do ultrassom, aceleramos a penetração de solventes e a quebra de ligações cruzadas, aumentando assim a eficiência da separação”.

A equipe de pesquisa introduziu a abordagem proposta no estudo “Effective decapsulation method for photovoltaic modules: Limonene-induced EVA controlled swelling under sonication and debonding mechanism analysis”, publicado no Journal of Cleaner Production.

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