Estudo da recuperação de silício de painéis fotovoltaicos em fim de vida útil

Abstract

A busca por fontes renováveis de energia é fundamental para mitigar as mudanças climáticas. Nesse contexto, as tecnologias fotovoltaicas vêm se destacando como uma das mais promissoras, mas é importante considerar que grandes quantidades de resíduos serão geradas nas próximas décadas e que há um limite de matéria prima disponível para a fabricação dos equipamentos. Por isso, a reciclagem desses dispositivos após sua vida útil é imprescindível. Este trabalho teve como objetivo determinar os melhores parâmetros para a recuperação de silício de painéis fotovoltaicos do tipo silício cristalino em fim de vida útil. Para isso, foi utilizado um processo que envolveu a cominuição do painel fotovoltaico, seguido por uma separação granulométrica. Apenas a fração mais fina, com maior concentração de silício e massa, foi selecionada e submetida a uma separação eletrostática, resultando em três frações: condutores, não condutores e mista. A fração mais concentrada em silício (fração condutora) foi utilizada na próxima etapa. Foram realizadas lixiviações com ácido sulfúrico, variando a concentração do ácido, a relação sólido-líquido e a temperatura. As melhores condições para as lixiviações resultaram em concentrações de 84,9 % e 96,5 % de silício no sólido obtido, mostrando que o desempenho desse processo é satisfatório e poderia ser utilizado, principalmente após sua otimização.

The search for renewable energy sources is essential to mitigate climate change. In this context, photovoltaic technologies have been standing out as one of the most promising, but it is important to consider that large amounts of waste will be generated in the coming decades. Therefore, recycling these devices after their useful life is essential. This work aimed to determine the best parameters for the recovery of silicon from end-of-life crystalline silicon photovoltaic panels. For this purpose, a process was used that involved the comminution of the photovoltaic panel, followed by a granulometric separation. Only the finest fraction, with the highest concentration of silicon and mass, was selected and subjected to an electrostatic separation, resulting in three fractions: conductors, non-conductors, and mixed. The fraction with the highest silicon concentration (conductive fraction) was used in the next step. Leachings with sulfuric acid were performed, varying the acid concentration, solid-liquid ratio and temperature. The best conditions for leachings resulted in concentrations of 84.9 % and 96.5 % of silicon in the solid obtained, showing that the performance of this process is satisfactory and could be used, especially after its optimization.