L’Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie : le recyclage des panneaux photovoltaïques en fin de vie confronté au défi des variations de matériaux

fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), de l’Université de technologie de Gdańsk et de l’Académie polonaise des sciences ont collaboré pour analyser expérimentalement des panneaux solaires en fin de vie collectés dans toute l’Australie, évaluant la faisabilité de purifier les composants clés pour les réutiliser dans la fabrication de nouveaux panneaux. Cette étude vise à résoudre le problème du traitement des déchets photovoltaïques et à fournir des données pour la conception de procédés de recyclage.

Les chercheurs Olivia Bowen, Anna Kuczynska-Lazewska, Rong Deng et Jacek Kluska ont sélectionné 12 panneaux fabriqués par des producteurs allemands, chinois, sud-coréens et américains, les ont démontés pour obtenir des échantillons de cadres en aluminium, de verre et de cellules solaires, puis ont procédé à une analyse de leur composition.

Les résultats de l’étude ont été publiés dans un article intitulé « Au-delà des hypothèses : caractérisation expérimentale de la composition des panneaux photovoltaïques en fin de vie en Australie pour favoriser le recyclage » dans Science Direct. Les résultats montrent que, bien qu’il existe des différences de composition des matériaux entre les panneaux, les composants clés sont recyclables. La teneur en aluminium des cadres en aluminium atteint 96,3 % à 98,3 %, ce qui les rend adaptés au recyclage et permet d’économiser une quantité importante d’énergie primaire, mais leur revêtement de surface contient une forte teneur en soufre, ce qui réduit la pureté et la valeur économique.

Les composants en verre répondent aux normes des matières premières pour la fabrication de nouveau verre, mais contiennent des traces d’antimoine, de plomb, de chrome et de fer. L’antimoine, ajouté pour améliorer la transmission lumineuse, est classé comme substance dangereuse soumise à réglementation. L’étude indique que la teneur en antimoine dans les panneaux solaires pourrait dépasser les seuils, obligeant les recycleurs à obtenir des permis spéciaux et à mettre en place des processus de surveillance pour traiter en toute sécurité le verre contenant de l’antimoine.

L’analyse des stratifiés montre que le degré de cristallinité de l’éthylène-acétate de vinyle (EVA) hautement réticulé est inférieur à 17 %, ce qui indique qu’il conserve une fonction protectrice même dans les panneaux en fin de vie. Les chercheurs affirment que la compréhension de la structure et du degré de réticulation de l’EVA est essentielle pour optimiser les méthodes de délaminage, et qu’une analyse de l’EVA avant de déterminer la méthode de délaminage serait bénéfique pour ce processus.

La composition des cellules solaires varie considérablement selon les fabricants, et les tendances du secteur montrent une diminution de la teneur en argent dans les panneaux plus récents. La teneur en cuivre varie en fonction de la technologie des cellules. Les chercheurs notent que l’argent peut représenter 47 % de la valeur recyclable d’un panneau, et que la tendance à la baisse de la teneur en argent pourrait entraîner une diminution des revenus économiques futurs des recycleurs. De plus, la présence de plomb et d’étain dans tous les échantillons souligne la nécessité de manipuler avec précaution les matières dangereuses, notamment en ce qui concerne le traitement des eaux usées.

L’étude estime que les différences entre les panneaux de différents fabricants pourraient constituer un obstacle aux processus de recyclage commerciaux. L’aluminium et le verre voient tous deux leur valeur réduite en raison de la contamination par des impuretés. Le recyclage du verre « dépend fortement » de l’absence de contamination par d’autres métaux ; le broyage ou le concassage des panneaux pourrait contaminer le verre avec de l’argent et du cuivre, réduisant ainsi sa valeur et risquant de rendre le plus grand composant du panneau non recyclable. Les chercheurs suggèrent que, même en ignorant les stratifiés de cellules, l’élimination mécanique simple de ces composants pourrait empêcher une grande quantité de déchets de finir dans les décharges. Ces données expérimentales visent à informer les chercheurs, les entreprises et les décideurs politiques qui conçoivent des procédés de recyclage, afin d’optimiser les stratégies de recyclage pour le flux croissant de déchets photovoltaïques en Australie et sur des marchés similaires.