Recycler, recycler et encore recycler, c'est un impératif dans tous les domaines pour réduire notre empreinte carbone. C'est une pratique qui devient encore plus pertinente lorsqu'il s'agit d'activités liées au développement durable. Un groupe de scientifiques de l'université de Nanyang, une ville du centre est de la Chine, a trouvé un moyen efficace de récupérer le silicium ultra-pur des panneaux photovoltaïques en fin de vie.
Le silicium récupéré peut être utilisé afion de produire des batteries lithium-ion pour les prochaines générations de véhicules électriques, dont la demande croissante pousse l'industrie à trouver de plus en plus de filières d'approvisionnement en matières premières et en produits semi-finis.
Le secret de l'acide phosphorique
Le silicium compose la majorité des cellules photovoltaïques, dont la durée de vie moyenne est de 25, voire 30 ans. Or, il est difficile de séparer le silicium des autres composants des cellules tels que l'aluminium, le cuivre, l'argent, le plomb ou le plastique. Ainsi, à ce jour, la récupération du silicium était possible, mais son degré de pureté était faible et, pour en améliorer la qualité, il fallait recourir à des procédés industriels annexes, gourmands en énergie et nécessitant l'utilisation de produits chimiques hautement toxiques.
C'est là qu'intervient la découverte des chercheurs chinois. Ils ont réussi à trouver une méthode qui utilise l'acide phosphorique, une substance également utilisée dans l'industrie alimentaire des boissons, pour séparer le silicium en pureté avec un faible impact sur l'environnement.
Afin de mieux comprendre, la nouvelle méthode consiste à immerger des cellules photovoltaïques dans de l'acide phosphorique dilué et chaud pendant environ 30 minutes. Cette opération permet de séparer les métaux tels que l'aluminium et l'argent de la surface. Le processus est répété avec de l'acide phosphorique à une température plus basse, ce qui garantit l'élimination d'autres métaux et de diverses impuretés. À la fin de ce deuxième cycle, qui dure également 30 minutes, on obtient des plaquettes de silicium pur.
Une montagne de déchets à éliminer
Le professeur Nripan Mathews, titulaire de la chaire de science et d'ingénierie des matériaux ainsi que directeur de l'Institut de recherche sur l'énergie de l'université de Nanyang, a déclaré : "Notre approche de la récupération du silicium est efficace et efficiente. Nous n'avons plus besoin d'utiliser de produits chimiques, ce qui réduit le temps consacré au post-traitement des déchets chimiques. En même temps, nous avons obtenu un taux élevé de récupération du silicium, dont la pureté est comparable à celle produite par des techniques d'extraction à forte consommation d'énergie".
Les conséquences de cette découverte, publiée dans la revue scientifique Solar Energy Materials and Solar Cells, sont importantes. Compte tenu de la durée de vie moyenne d'une cellule photovoltaïque, 78 millions de tonnes de panneaux photovoltaïques seront périmés d'ici à 2050.
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