Επί του παρόντος, η παραγωγή πυριτίου για ηλιακούς συλλέκτες αντιπροσωπεύει μια διαδικασία έντασης άνθρακα και ενέργειας, η οποία παράγει διάφορα υποπροϊόντα και απόβλητα χαμηλής αξίας. Συνεπώς, η στροφή από την παραγωγή αποβλήτων και τις εκπομπές άνθρακα προς την κυκλικότητα είναι απαραίτητη για τη δημιουργία μιας βιώσιμης βιομηχανίας.
Τους τελευταίους μήνες, οι εταίροι του έργου Resilex εργάστηκαν σκληρά για να δοκιμάσουν έναν νέο τρόπο παραγωγής πυριτίου. Η νέα διεργασία που αναπτύχθηκε συνίσταται σε ελεύθερη από άνθρακα, βιώσιμη, αλουμινοθερμική αναγωγή λιωμένων πυριτικών αλάτων (τήγματα οξειδίων) από θραύσματα αλουμινίου.
Αυτή θα συντονιστεί και θα βελτιστοποιηθεί για την παραγωγή καθαρού Si κατάλληλου για εφαρμογές ηλιακής ενέργειας και μπαταριών και.
Ποια είναι τα συστατικά; Κατά το πριόνισμα των ράβδων πυριτίου σε πολύ λεπτές φέτες, χρησιμοποιώντας ένα διαμαντένιο σύρμα, χάνεται περίπου το 40% του υλικού ως μικρομέρη πυριτίου. Αυτό το απόβλητο απομακρύνεται από ένα υγρό πριονίσματος δημιουργώντας μια λάσπη.
Η κρυσταλλοποιημένη λάσπη ονομάζεται "kerf" και αποτελείται από υπερκαθαρό πυρίτιο. Κατά τη διάρκεια της διύλισης και της τήξης του πυριτίου, απομένει ένα υπόλειμμα, το οποίο παίρνει το όνομα "σκωρία". Παρά το γεγονός ότι πρόκειται για υπόλειμμα, εξακολουθεί να περιέχει σημαντική περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Πυρίτιο που παράγεται από απόβλητα και προετοιμάζεται για πείραμα καθαρισμού.
Σκωρία, Kerf, χαλαζίας και ένα κράμα πυριτίου που λαμβάνεται από την αργιλοθερμική αναγωγή λιωμένων πυριτικών (οξειδωτικά τήγματα) από θραύσματα αλουμινίου ή dross εισάγονται στον κλίβανο για τήξη.
Μόλις τερματιστεί η διαδικασία και αφαιρεθεί η σκωρία, το πυρίτιο που λαμβάνεται παρουσιάζει ποσοστό καθαρότητας 98,91%.
Στο NTNU (Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας) διεξήχθη επίσης έρευνα σχετικά με τεχνικές για περαιτέρω καθαρισμό του αποκτηθέντος προϊόντος. Με την κατευθυνόμενη στερεοποίηση του Si, μια μέθοδο εξευγενισμού που βασίζεται στην κατανομή των ακαθαρσιών μεταξύ στερεού και υγρού μετάλλου, επιτεύχθηκε καθαρότητα 99,86%.
Τι θα γίνει στη συνέχεια
Τους επόμενους μήνες, ο εταίρος της Resilex CEA θα πραγματοποιήσει περαιτέρω δοκιμές για να αξιολογήσει την καταλληλότητα του απόβλητου υλικού για την παραγωγή ηλιακών κυψελών και μπαταριών Li-on. Αυτό θα είναι ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός για να καταστεί η ευρωπαϊκή αλυσίδα αξίας πιο κυκλική και βιώσιμη.