Novos painéis solares a partir de resíduos de painéis solares

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A energia solar é energia limpa. Puro e simples.

Mas as coisas começam a ficar complicadas na hora de obter a matéria-prima necessária para fabricar os painéis solares. Não só a maior parte destas matérias-primas vem da China, mas até um terço do material é perdido durante o processo de fabricação.

“Mas é possível recuperar esse material como parte do processo de produção”, diz Martin Bellmann. Ele é desenvolvedor de negócios sênior na SINTEF Industry e lidera o projeto internacional de painéis solares financiado pela UE chamado Icarus.

“E talvez isto nos permita estabelecer uma nova indústria baseada na energia solar na Europa”, diz ele.

Os painéis solares representam atualmente 60% do crescimento global em energia renovável.

Bellmann explica como os painéis solares começam com o quartzo mineral, que é usado para produzir silício superpuro. Primeiro, o silício é derretido em um cadinho e um cristal de silício, ou lingote, é retirado.

“O lingote forma uma espécie de cilindro que cresce cada vez mais puxando lentamente o silício do cadinho”, diz Bellmann. “Ele é então cortado para formar um bloco quadrado que é serrado em fatias finas, ou wafers, como nós, pesquisadores, os chamamos”.

Um wafer típico tem apenas 0,13 milímetros (13 micrômetros) de espessura e são esses wafers que são usados ​​para fabricar painéis solares.

Mas toda esta serragem resulta numa grande quantidade de pó de “serragem”. É como serrar uma tábua de madeira – parte da madeira se perde na forma de serragem. A mesma coisa acontece quando você corta um lingote de silício, mesmo usando fios diamantados finos. Algum material será sempre perdido como “pó de silício”.

“Perdemos 35% do silício na forma de pó preto”, diz Bellmann.

É esse pó, que ele chama de novo ouro negro, que os pesquisadores pretendem explorar.

“Hoje, simplesmente jogamos fora esse pó. O que o projeto Icarus está a fazer, antes de mais nada, é procurar formas de devolver o pó à cadeia de valor e utilizá-lo para fabricar cristais de silício e painéis solares”, afirma.

O pó é coletado em uma mistura de lodo líquido que também contém contaminantes do processo de serragem, como oxigênio, carbono, níquel, ferro e alumínio.

“O silício contaminado por esses metais não é bom para a fabricação de painéis solares”, diz Bellman.

É por isso que ele está trabalhando em conjunto com parceiros do projeto Icarus para encontrar formas de descontaminar o pó de silício para que possa ser reciclado como matéria-prima para novos painéis solares.

O que hoje consideramos resíduos pode ser utilizado noutros produtos, como baterias de veículos eléctricos. Vários parceiros estão testando diferentes formas de separar o silício da mistura contaminada.

Naturalmente, o objectivo é explorar melhor a matéria-prima, o que por sua vez será bom para o ambiente e para o clima. Mas é também um objectivo declarado que a Europa alcance uma maior auto-suficiência.

“O setor europeu de painéis solares já foi maior do que é agora, mas tudo foi transferido para a China”, diz Bellmann. “Hoje, dependemos fortemente de matérias-primas da Ásia e o silício não é exceção. Estamos planejando usar o pó de silício para ajudar a reduzir nossa dependência da China”.

Bellmann espera que o projecto de investigação Icarus constitua a base para uma nova indústria, talvez também na Noruega. A energia norueguesa é limpa e esta é uma grande vantagem neste contexto.

Um bônus resultante do projeto Icarus é que os pesquisadores estão planejando reciclar os cadinhos de quartzo usados ​​para fundir o silício antes de ele ser transformado em cristais.

“Os cadinhos quebram quando esfriam no forno de fundição. Cada vez que você funde quartzo, você precisa comprar um cadinho novo e jogar fora o antigo. Nosso objetivo é usá-lo como matéria-prima para a fabricação de carboneto de silício”, diz Bellmann.

O carboneto de silício é utilizado na indústria eletrônica, entre outras, e os veículos elétricos são apenas um dos muitos produtos que contêm o material.