fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de l'Université de Newcastle (University of Newcastle), en collaboration avec CSIRO Energy et PV Industries, ont systématiquement examiné les facteurs électrochimiques influençant l'efficacité de la récupération de l'argent lors du recyclage des panneaux solaires, en analysant plus particulièrement le rôle du matériau d'électrode, de la densité de courant et de la contamination par le cuivre sur le comportement d'électrodéposition de l'argent.
L'équipe de recherche a souligné que, bien que l'argent ne représente qu'environ 0,03 % du poids des modules photovoltaïques, il contribue à la moitié de la valeur matérielle des modules. Selon les scénarios actuels, d'ici 2050, entre 85 % et 95 % des réserves mondiales d'argent pourraient être immobilisées dans les modules photovoltaïques. Bien que la littérature antérieure ait déjà exploré expérimentalement la récupération électrochimique de l'argent dans les cellules photovoltaïques, les études portant sur les mécanismes d'influence des variables sous-jacentes du processus restent rares.
Lors des expériences, l'équipe a préparé un électrolyte de lixiviation de l'argent contenant 4 M d'acide nitrique (HNO₃) et 20 mM de nitrate d'argent (AgNO₃), afin de simuler la solution d'argent dissoute obtenue à partir de cellules solaires recyclées. Cet électrolyte a ensuite été évalué dans une cellule électrochimique à trois électrodes équipée de quatre matériaux cathodiques : argent, acier inoxydable 316L, cuivre et graphite. Après avoir déterminé le matériau d'électrode optimal, les chercheurs ont analysé plus en détail l'influence de la densité de courant et de la concentration de cuivre sur le dépôt d'argent. Les densités de courant ont été fixées à −5, −20, −35 et −50 mA cm⁻², tandis que les concentrations de cuivre dans l'électrolyte ont été ajustées à 10, 20 et 30 mM. Le taux de récupération de l'argent, l'efficacité faradique, le potentiel de dépôt, la morphologie et la pureté des dépôts ont été caractérisés par analyse gravimétrique, voltampérométrie cyclique, microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDS) et diffraction des rayons X (DRX).
Les résultats montrent que l'électrode en acier inoxydable offre des performances comparables à celles de l'électrode en argent, atteignant un taux de récupération moyen de 93 % et une efficacité faradique de 92 %, tout en présentant une stabilité supérieure, et l'argent déposé n'a pas été contaminé. L'électrode en cuivre s'est révélée instable dans l'électrolyte, se dissolvant pendant le dépôt ; l'électrode en graphite, quant à elle, n'a pas pu générer de dépôts d'argent stables de manière continue.
Après avoir identifié l'acier inoxydable 316L comme le matériau d'électrode le plus approprié, l'équipe a examiné ses performances à différentes densités de courant. Les résultats ont montré qu'une augmentation de la densité de courant améliore simultanément le taux de récupération de l'argent et l'efficacité faradique — passant de 87 % et 86 % à −5 mA cm⁻² à 93 % et 96 % à −35 mA cm⁻². Cependant, au-delà de cette valeur, les deux indicateurs ont diminué. De plus, la densité de courant a un effet significatif sur la morphologie des dépôts : à mesure que la densité de courant augmente, la taille des particules déposées tend à diminuer.
L'étude a également révélé que la concentration de cuivre dans l'électrolyte a un impact significatif sur le comportement électrochimique du système, comme l'ont confirmé les mesures de voltampérométrie cyclique. La concentration de cuivre semble également agir sur les processus de nucléation et de dépôt de l'argent, modifiant ainsi la morphologie des dépôts. Toutefois, dans la plage de concentrations testée (jusqu'à 30 mM de cuivre et 20 mM d'argent), aucun signe de codéposition du cuivre n'a été observé dans l'argent déposé.
Les résultats associés ont été publiés dans la revue Electrochimica Acta sous le titre « A parametric analysis of electrochemical variables in silver recovery for solar module recycling ».
