Científicos rusos desarrollan un método para reciclar paneles solares usados y obtener carburo de silicio
Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk y de la Universidad Estatal de Sebastopol han desarrollado un método de dos etapas para reciclar paneles solares fuera de servicio y obtener carburo de silicio, un material utilizado en la electrónica de potencia y la cerámica refractaria. Así lo informó el Ministerio de Ciencia y Educación Superior de Rusia en su sitio web.
El proceso comienza con el calentamiento del panel a 500 °C mediante pirólisis, una técnica que permite separar el silicio de la capa de polímero. A continuación, el material que contiene silicio se mezcla con carbono técnico y se somete a un arco eléctrico sin vacío a una temperatura de 1.800 °C. Como resultado, se obtiene carburo de silicio. Todo el procedimiento dura un minuto.
Aunque la energía solar se considera una fuente de energía limpia, los módulos fotovoltaicos tienen una vida útil de entre 20 y 30 años. Al finalizar este período, se convierten en residuos complejos que contienen vidrio, aluminio, silicio, cobre, polímeros y otros componentes. Los métodos de reciclaje existentes requieren reactivos costosos y tóxicos y pueden generar productos de baja calidad que no son aptos para su reutilización.
«La pirólisis permitió resolver varios problemas al mismo tiempo: eliminar los polímeros que dificultan el procesamiento posterior, obtener un residuo sólido de carbono y recoger los productos gaseosos. (…) La ventaja del pretratamiento mediante pirólisis también quedó confirmada por el análisis de la composición. Tras este proceso, desaparecía la fase de siliciuro de hierro del producto final. Esto reducía la cantidad de impurezas no deseadas y aumentaba la proporción de carburo de silicio», explicó Zhanar Bolátova, una de las autoras del estudio y asistente del Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Tomsk.
El carburo de silicio es un material duro, resistente a las altas temperaturas y a la corrosión, y con una elevada conductividad térmica. Se utiliza en la fabricación de abrasivos, materiales refractarios, productos cerámicos, elementos calefactores y componentes electrónicos de potencia.
En estudios adicionales, los científicos analizaron cómo influye la proporción de carbono en la formación de carburo de silicio. Al aumentar su contenido en la mezcla inicial del 0 % al 30 %, la proporción de carburo de silicio en el producto sólido pasó del 46 % al 61 %. Al mismo tiempo, el contenido de silicio libre disminuyó del 19,7 % al 8,3 %, mientras que la proporción de dióxido de silicio se redujo del 3 % a cantidades residuales.
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