Pesquisadores da Organização de Pesquisa de Hokkaido, no Japão, investigaram os efeitos de resíduos de materiais típicos de componentes de painéis em cacos de vidro de cobertura fotovoltaica quando são derretidos para serem usados em novos produtos, como chapas de vidro ou vidro para garrafas.
Os efeitos nos materiais componentes, como alumínio e silício, precisam ser melhor compreendidos se o vidro de cobertura fotovoltaica em fim de vida for reciclado em aplicações de maior valor, em vez de usado como enchimento ou alternativa de areia em construção.
A equipe se concentrou na separação de materiais usando processos térmicos e métodos de faca quente, vistos como abordagens adequadas para recuperar o vidro fotovoltaico enquanto minimizando os riscos de contaminação.
No entanto, como observou a equipe, há necessidade de mais pesquisas. “A reciclagem de vidro fotovoltaico por fusão não foi suficientemente investigada”, disse Hiroyuki Inano, autor correspondente da pesquisa, à pv magazine.
“Descobrimos que pequenas quantidades de contaminantes do painel fotovoltaico afetam o vidro fundido. A qualidade do caco de vidro fotovoltaico decide o uso subsequente”, afirmou.
Nos experimentos, os pesquisadores estudaram as reações entre o vidro do painel fotovoltaico e os contaminantes que poderiam surgir durante a desmontagem do painel e subsequente fusão, especialmente óxido de antimônio no vidro fotovoltaico e contaminantes de silício.
Eles usaram reagentes químicos representando os componentes de um painel, especificamente alumínio (Al) representando a estrutura, silício (Si) representando as células, cobre (Cu) para interconectores, estanho (Sn) para solda e carbono (C) para a resina de etileno acetato de vinila (EVA).
As amostras de vidro com cada reagente foram fundidas em temperaturas elevadas e avaliadas por difração de raios-x (DRX). “Além disso, as reações redox entre óxidos de componentes de vidro e esses elementos foram investigadas por meio de cálculos termodinâmicos químicos”, disseram eles.
Os contaminantes foram encontrados para colorir o vidro. Cobre, por exemplo, tornou o vidro azul. O Si, como contaminante a 0,01% em massa, não afetou o vidro, mas 0,1% em massa de Si tornou o vidro de amostra amarelo.
Com mais Si adicionado, o óxido de antimônio foi reduzido e o excesso de Si permaneceu, de acordo com a pesquisa. “As partículas finas de Si presas ao caco não podem ser removidas facilmente. A contaminação por Si no vidro fotovoltaico influencia significativamente o equilíbrio redox, afetando potencialmente a cor do vidro e alterando sua composição devido à redução de óxidos”, disse o grupo.
Agora a equipeestá trabalhando em outro estudo de vidro derretido, desta vez testando materiais originários de painéis fotovoltaicos, em vez de reagentes.
Os detalhes do estudo apareceram em “Impact of silicon and other contaminants on the melting process in photovoltaic glass recycling“, publicado em Journal of Non-Crystalline Solids.
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