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Recuperare il silicio da pannelli fotovoltaici a fine vita e trasformarlo in un nanomateriale da utilizzare nelle batterie.
Enea ha brevettato un processo a basso impatto ambientale che potrebbe influenzare la produzione di accumuli ma anche gli impianti di riciclo di pannelli fotovoltaici dismessi e quelli di produzione, per recuperare ad esempio il silicio da pannelli difettosi.
“Attualmente il tasso di riciclo del silicio in Europa è pari a zero e per questo risulta estremamente utile poterlo recuperare e re-immetterlo in differenti filiere, offrendo una modalità sostenibile di approvvigionamento di questo prezioso materiale”, sottolinea Maria Lucia Protopapa del Laboratorio Materiali funzionali e tecnologie per applicazioni sostenibili del Centro Ricerche Enea di Brindisi.
Per le sue molteplici applicazioni nei settori dell’energia, dell’elettronica e della metallurgia, il silicio è tra i materiali più strategici al mondo e, pur essendo disponibile in abbondanza in natura, la sua produzione a partire dall’ossido di silicio risulta altamente energivora e ad elevato impatto ambientale.
Il processo messo a punto da Enea – spiega un nota dell’ente di ricerca – consente di ridurre la polvere di silicio a dimensioni nanometriche utili per l’applicazione nelle batterie al litio e, allo stesso tempo, di eliminare le componenti del silicio ormai ossidate e a bassa conducibilità elettrica.
A livello pratico, dopo aver rimosso la cornice di alluminio, il vetro protettivo, i cavi e la scatola di giunzione, si procede con un pretrattamento che consiste nella macinazione dei pannelli fotovoltaici. Si ottengono tre diverse frazioni di materiali: frammenti vetrosi, agglomerati di EVA (un materiale plastico vinilico) e una terza frazione composta da scaglie di silicio e strati polimerici, i cosiddetti “solar chips”. Da questi, tramite pirolisi, viene estratto il silicio.
I test elettrochimici hanno mostrato che il minerale ottenuto con questo processo è in grado di formare leghe con il litio e può quindi essere utilizzato per realizzare anodi ad elevata capacità per batterie dotate di prestazioni migliori rispetto a quelle commerciali realizzate in grafite.
Intanto, altri passi avanti nell’ambito degli accumuli – legati però ai veicoli elettrici – arrivano dal progetto “Fenice”, coordinato dalla stessa Enea e al quale hanno partecipato diversi partner tra i quali il Centro Ricerche Fiat. È stato infatti messo a punto un nuovo materiale composito fibrorinforzato per i box delle batterie al litio dei veicoli elettrici.
L’involucro, costituito da strati alternati con l’alluminio, garantisce anche una elevata resistenza al fuoco, si spiega. I prototipi utilizzano una nuova resina che secondo gli sviluppatori può essere prodotta velocemente e senza generare scarti o sostanze tossiche durante la produzione, con materie prime a basso costo, riciclabili e provenienti da una filiera europea.
Il progetto “Fenice” studierà inoltre le possibili applicazioni degli stessi materiali (e altri simili basati su resine diverse) anche al di fuori del settore delle automobili, in ambiti che spaziano dalla nautica al ferroviario, dalle costruzioni all’eolico.
