Si-nfinity brengt circulair silicium in zonnepanelen van droom naar werkelijkheid

Dat richt zich op een baanbrekende technologie voor het terugwinnen van solar grade silicium uit afgedankte zonnepanelen. In 2050 is naar verwachting meer dan 60 terawattpiek pv geïnstalleerd. ‘Komt dat groeiscenario uit, dan hebben we het over zo’n 100 miljard zonnepanelen’, aldus Martin Späth, senior consultant en projectmanager PV-technologie bij TNO. ‘Daarvoor is heel veel silicium nodig dat wordt geproduceerd door reductie van het kwartsiet. In principe is er geen gebrek aan dit mineraal, maar met de tijd zal het steeds lastiger te winnen zijn, met alle prijseffecten van dien. Bovendien kost het maakproces van silicium  voor zonnepanelen ontzettend veel energie – een kilogram silicium heeft een embedded energy van 110 kilowattuur. Een duurzame en betaalbare energietransitie vereist dus vroeg of laat 100 procent recycling en hergebruik van dit materiaal.’

Duurzaam noch circulair
Späth schetst de huidige stand van zaken van de recycling van zonnepanelen. Gemakkelijk te verwijderen componenten zijn onder andere aluminium frames, kabels en junction boxes. Glasplaten worden bijvoorbeeld hergebruikt in bouwmaterialen zoals glaswol, wat feitelijk downcycling is. Voor de zonnecellen is het verhaal nog ‘beroerder’. Ze worden vermalen, inclusief dopings zoals fosfor, zilver en borium wat een onzuiver metallurgisch silicium oplevert met lage economische waarde. Geïnvesteerde energie en grondstoffen gaan verloren; het is noch duurzaam noch circulair, er wordt kapitaal vernietigd. Het KIA CE-project Si-nfinity moet daar verandering in gaan brengen.

Andere route
Späth: ‘Er wordt wereldwijd gewerkt aan betere recyclingmethoden voor zonnecellen. Doorgaans betreffen deze ontwikkelingen omslachtige en prijzige processen waar veel chemie bij komt kijken. Met Si-nfinity kiezen we voor een andere route. Die is gebaseerd op een fysische techniek, afgeleid van een andere toepassing in het veld. Anders gezegd – zonder te veel los te laten uit concurrentieoverwegingen – we ontwikkelen een bestaande machine door om solar grade silicium uit zonnecellen te kunnen halen. Het terugwinnen van andere materialen zoals zilver valt buiten onze scope, maar het is natuurlijk wel bijvangst.’

Lees het volledige artikel hieronder in de september 2023-editie van Solar Magazine.