La maggior parte delle celle solari tradizionali in silicio (almeno quelle presenti sul mercato da oltre 30 anni) stanno ormai raggiungendo la fine del loro ciclo di vita, e lo stesso sta accadendo anche per le più recenti tecnologie in perovskite. Purtroppo, queste soluzioni non sono ancora facilmente riciclabili e finiscono principalmente nelle discariche, contribuendo all’accumulo di rifiuti elettronici difficili da gestire. Tuttavia, una nuova e promettente soluzione arriva dalla Linköping University in Svezia, dove è stato sviluppato un metodo che potrebbe rendere completamente riciclabili le celle solari in perovskite.
Il problema del riciclo delle celle solari (in perovskite)
I pannelli solari appartenenti alla cosiddetta “prima generazione” sono sul mercato da decenni. Infatti, molti di loro stanno ormai giungendo alla fine del loro ciclo di vita. Il che è un bel problema, visto che “attualmente non esiste una tecnologia efficace per gestire i pannelli solari a fine vita, che spesso finiscono in discarica“, afferma Xun Xiao, postdoc presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Biologia della Linköping University.
Oltre all’impatto ambientale, la crescente mole di pannelli esausti rappresenta anche una perdita economica significativa, poiché materiali preziosi come il silicio e l’argento rimangono intrappolati nei rifiuti. Questo rende il riciclo un tema urgente, soprattutto in un contesto di transizione energetica globale.
Ma a preoccupare di più è la gestione delle celle solari in perovskite. Tecnologia di nuova generazione e altamente promettente, queste celle offrono numerosi vantaggi (sono leggere, flessibili, trasparenti e facili da produrre), ma anche svantaggi notevoli, come ad esempio una durata del ciclo di vita più breve rispetto alle celle tradizionali.
Parliamo però di una tecnologia per la quale esistono già oggi soluzioni di riciclaggio. Stando al sito di informazione Rinnovabili, la più efficiente è la dissoluzione strato per strato con solventi, seguita dall’estrazione e la rideposizione dei materiali funzionali. Sono però soluzioni che prevedono l’impiego di solventi come la dimetilformammide (DMF), il clorobenzene o la metilammina. Sebbene efficaci nel riciclo, questi solventi sono pericolosi, in molti casi tossici e poco compatibili con con i processi industriali.
Da qui l’idea di sviluppare soluzioni di riciclo più ecocompatibili, come ha fatto recentemente il team di ricerca della Linköping University con la sua innovazione a base di acqua.
Un metodo di riciclo innovativo e sostenibile
Come spiegato nel loro comunicato, i ricercatori hanno messo a punto una soluzione in cui viene utilizzata l’acqua al posto dei solventi tossici come la dimetilformammide (DMF).
Più precisamente, il processo messo a punto dai ricercatori prevede l’uso di una soluzione acquosa arricchita con tre additivi economici: acetato di sodio, ioduro di sodio e acido ipofosforoso. Questa combinazione permette di dissolvere e recuperare le perovskiti degradate, “ringiovanendole” e rendendole nuovamente utilizzabili per la produzione di nuove celle solari. Oltre agli strati di perovskite, il metodo consente di riciclare anche gli strati di trasporto di carica, i vetri di copertura e gli elettrodi metallici.
Rispetto ai tradizionali metodi di smantellamento delle celle solari, questa tecnica permette di ridurre al minimo l’uso di sostanze chimiche pericolose e di recuperare materiali con un’elevata purezza, garantendo che possano essere riutilizzati senza compromettere l’efficienza dei dispositivi riciclati.
Impatti ambientali ridotti e prospettive future
Secondo i risultati dello studio pubblicato su Nature, la nuova soluzione di riciclo permette di ridurre del 96,6% il consumo di risorse e del 68,8% gli impatti di tossicità umana rispetto al tradizionale smaltimento in discarica. Inoltre, dopo ripetuti cicli di degradazione e riciclo, le celle mantengono la stessa efficienza e stabilità di quelle nuove.
L’introduzione di questo metodo potrebbe rappresentare una svolta per l’industria fotovoltaica, rendendo le celle solari non solo una fonte di energia rinnovabile, ma anche un prodotto circolare, riducendo la dipendenza da materiali critici e costosi.
“Il prossimo passo per i ricercatori è quello di sviluppare il metodo per l’uso su larga scala in un processo industriale. A lungo termine, ritengono che le celle solari in perovskite possano svolgere un ruolo importante nel fornire l’energia quando sono presenti le infrastrutture e le catene di approvvigionamento circostanti“, conclude il comunicato.
