L’ENEA, Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, l’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile, ha recentemente trovato una soluzione che rivoluzionerà il riciclo sostenibile, brevettando un innovativo processo a basso impatto ambientale per recuperare il silicio da pannelli fotovoltaici a fine vita. Questa tecnologia non solo promette di trasformare i rifiuti in risorse preziose ma apre la strada allo sviluppo di batterie al litio meno costose, più performanti e durature. Tale iniziativa rappresenta un notevole passo avanti verso la sostenibilità e l’economia circolare nel settore energetico.
Vediamo nel dettaglio di cosa si tratta.
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Indice
Come recuperare il silicio da pannelli difettosi
Il processo sviluppato da ENEA si distingue per la sua capacità di ridurre la polvere di silicio a dimensioni nanometriche, ottimizzando l’utilizzo del materiale per le batterie al litio.
La metodologia permette inoltre di eliminare le componenti ossidate e a bassa conducibilità elettrica del silicio, migliorando significativamente l’efficienza del materiale riciclato. Il silicio così trattato viene poi utilizzato per creare un nuovo tipo di anodo, che contribuisce a realizzare batterie ad elevata densità di energia.
Il silicio, essendo il materiale semiconduttore di riferimento per la produzione di pannelli fotovoltaici, riveste un ruolo cruciale nella conversione dell’energia solare in energia elettrica. Tuttavia, nonostante la sua abbondanza in natura, la produzione di silicio puro è un processo altamente energivoro e ad elevato impatto ambientale. In questo contesto, il brevetto ENEA non solo offre una soluzione al problema del riciclo dei pannelli fotovoltaici dismessi ma rappresenta anche un’importante innovazione nel campo del recupero di materiali strategici.
Il processo di recupero del silicio inizia con la rimozione della cornice di alluminio, del vetro di protezione, dei cavi e della scatola di giunzione dei pannelli fotovoltaici. Segue un pretrattamento che consiste nella macinazione dei pannelli per ottenere frammenti vetrosi, agglomerati di EVA – Etilene Vinil Acetato e “solar chips”, scaglie di silicio e strati polimerici, da cui si estrae il silicio tramite pirolisi. I test elettrochimici hanno confermato l’elevata capacità del silicio riciclato di formare leghe con il litio, rendendolo ideale per la produzione di anodi per batterie ad alta capacità, dotate di prestazioni migliori rispetto a quelle commerciali realizzate in grafite.
Materiali strategici: quali sono?
I materiali strategici, sono così classificati dall’Unione Europea e, come spiega ENEA, sono quei materiali idonei ad essere impiegati in tecnologie anche molto sofisticate, difficilmente sostituibili, in aree con un’elevata importanza strategica, come quella delle energie rinnovabili, il digitale, l’aerospazio e le tecnologie di difesa, ma sono a rischio per future carenze di approvvigionamento, con squilibri tra domanda e offerta globale.
Nel 2050 previste circa 60-78 milioni di tonnellate di pannelli da smaltire
Gli autori del brevetto ENEA sono Maria Lucia Protopapa, Michele Penza, Emiliano Burresi, Daniela Carbone, Martino Palmisano, Emanuela Pesce, Giovanni Battista Appetecchi, Selene Grilli, Elena Salernitano, Dario Della Sala.
Maria Lucia Protopapa, del Laboratorio Materiali funzionali e tecnologie per applicazioni sostenibili del Centro Ricerche ENEA di Brindisi, sottolinea l’importanza di questa tecnologia nel contesto europeo, dove attualmente il tasso di riciclo del silicio è pari a zero. La possibilità di recuperare il silicio dai pannelli fotovoltaici dismessi e re-immetterlo in differenti filiere rappresenta una svolta significativa verso un approvvigionamento sostenibile di questo materiale prezioso.
Questa innovazione arriva in un momento cruciale, considerando l’esponenziale aumento della potenza fotovoltaica installata nel mondo, che alla fine del 2022 ha raggiunto 1047 GW. Con previsioni di smaltimento, su scala mondiale, di 60-78 milioni di tonnellate di pannelli fotovoltaici entro il 2050, la tecnologia brevettata da ENEA offre una soluzione concreta al problema dello smaltimento, trasformando i pannelli dismessi in una fonte di materiali preziosi per il futuro energetico sostenibile.
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