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Jun 03, 2023

Le recyclage des panneaux solaires est difficile, mais la technologie des micro-ondes peut aider

Couvrant des étendues de terres ouvertes. Couvrir les toits des maisons. Flottant sur les canaux et les réservoirs. Les panneaux solaires apparaissent partout, jouant un rôle clé en aidant le monde à évoluer vers les énergies renouvelables.

Couvrant des étendues de terres ouvertes. Couvrir les toits des maisons. Flottant sur les canaux et les réservoirs. Les panneaux solaires apparaissent partout, jouant un rôle clé en aidant le monde à évoluer vers les énergies renouvelables.

Mais l’essor rapide de l’énergie solaire n’est peut-être pas que du soleil. Bien que la durée de vie des panneaux augmente, bon nombre d’entre eux ne peuvent durer que quelques décennies et pourraient devenir un problème de déchets s’ils finissent dans les décharges. On se demande également si les petites quantités de métaux toxiques qu’ils contiennent, comme le plomb, pourraient être nocives pour l’environnement. Mais jusqu’à présent, leur recyclage s’est avéré difficile et coûteux.

Des chercheurs australiens affirment avoir trouvé un moyen qui pourrait aider à résoudre ce problème en utilisant une technologie domestique courante : le micro-ondes.

La même technologie micro-ondes qui réchauffe les aliments pourrait être utilisée pour réchauffer des parties d'un panneau solaire, ce qui faciliterait son démontage et la récupération des matériaux, a déclaré Binesh Puthen Veettil, maître de conférences à l'école d'ingénierie de l'université Macquarie qui a dirigé la recherche. .

"Nous avons commencé notre travail avec un micro-ondes de cuisine modifié", a déclaré Veettil. "Le principe est le même et la fréquence que nous utilisons est de 2,45 gigahertz, ce qui correspond à celle utilisée par un micro-ondes de cuisine."

Cette recherche évaluée par des pairs intervient dans un contexte d’intérêt croissant pour le sort des anciens panneaux. La communauté de l'énergie solaire « s'efforce de faire ce qu'il faut parce que c'est un problème très gérable », a déclaré Teresa Barnes, experte en photovoltaïque au Laboratoire national des énergies renouvelables du ministère de l'Énergie.

«C'est un problème qui peut être résolu technologiquement», a-t-elle déclaré. "C'est un problème économiquement résoluble."

Les panneaux solaires sont généralement construits à partir de couches de différents matériaux, notamment l'aluminium, le verre, le silicium, le plastique et des métaux précieux tels que le cuivre et l'argent. Ces couches sont scellées ensemble et pour recycler les composants, les panneaux doivent être démontés.

L'argent est le matériau le plus précieux des panneaux solaires, a déclaré Meng Tao, professeur d'ingénierie à l'Arizona State University et fondateur d'une entreprise de recyclage de panneaux solaires basée à Tuscon, appelée TG Companies. Un panneau contient généralement environ un quart d'once d'argent qui pourrait valoir 5 dollars, a déclaré Tao.

Le cadre en aluminium et le verre, qui représentent généralement environ 85 pour cent du poids total d'un panneau solaire, ont également de la valeur et peuvent être récupérés, a-t-il déclaré.

Mais les panneaux peuvent également contenir d’autres métaux, comme le plomb, qui peuvent être toxiques à certaines concentrations.

Le défi avec les modules solaires en silicium est que « les gens ne savent pas vraiment comment les manipuler », a déclaré Barnes. « Il y a un véritable mélange de réglementations. Il y a un mélange de matériaux qui peuvent être présents là-dedans.

Actuellement, environ 10 à 15 pour cent du poids des matériaux d'un panneau solaire sont récupérés en fin de vie, a déclaré Tao. L’objectif, dit-il, devrait être d’atteindre 90 à 95 pour cent.

Un défi majeur est le coût. Le recyclage d'un panneau coûte environ 20 à 30 dollars, a-t-il déclaré, mais les matériaux récupérés valent généralement environ 3 dollars.

« Les panneaux solaires sont mal recyclés », a-t-il déclaré. Tous les matériaux récupérables pourraient probablement valoir 11 ou 12 dollars par panneau, a-t-il noté.

Mais les panneaux, conçus pour résister aux éléments, sont également difficiles à démonter, affirment lui et d'autres experts. Le retrait des couches de polymère qui protègent un panneau des intempéries nécessite souvent des températures élevées – un processus appelé délaminage.

"En plus de l'aluminium, si vous souhaitez récupérer autre chose, vous devez d'abord procéder au délaminage", a déclaré Tao. "Le délaminage est vraiment le prochain plus gros goulot d'étranglement."

C'est le défi relevé par les chercheurs australiens. Ils ont découvert que lorsqu'il était exposé au traitement aux micro-ondes, le revêtement plastique protecteur d'un panneau solaire se ramollissait au point de pouvoir se décoller, ce qui signifie que le panneau pouvait être facilement délaminé et ses pièces récupérées sans utiliser de produits chimiques agressifs.

Cette approche pourrait permettre aux recycleurs de récupérer le verre de haute qualité des panneaux entiers au lieu de devoir le broyer et de vendre les morceaux comme matière première, a déclaré Veettil.