RESOURCE: van afgedankte zonnecellen naar grondstof voor batterijanodes

Dit staat in het teken van het terugwinnen van hoogzuiver silicium uit zonnepanelen om dat opnieuw toe te passen in lithium-ionbatterijen. Wordt een zonnepaneel afgedankt, dan wordt het gerecycled. Daarbij worden vooral het glas en het aluminium teruggewonnen. Het hoogzuivere silicium blijft echter buiten beeld, terwijl de productie daarvan zeer energie-intensief is. Hergebruik, bijvoorbeeld in batterijen, kan aanzienlijke CO₂-winst opleveren. Daaraan werken TNO en E-magy in het RESOURCE-project.

Verpulvert
Silicium slaat per gram 10 keer zoveel lithium-ionen op als grafiet, het gangbare anodemateriaal in lithium-ionbatterijen: zo’n 3.600 in plaats van 360 milliampère-uur per gram. Het zet bij het laden echter 300 procent uit, tegenover 10 procent bij grafiet, waardoor de anode verpulvert. Het Noord-Hollandse E-magy ontwikkelde een oplossing: nanoporeus silicium dat die uitzetting opvangt. Batterijen met dit materiaal halen een 40 procent hogere energiedichtheid.

Vrij gemakkelijk
‘De achtergrond van RESOURCE ligt in Europese wetgeving’, vertelt Axel Schönecker, chief technology officer van E-magy. ‘Een afgedankt zonnepaneel is elektronica-afval; het moet worden gerecycled. Richting 2030 ontstaat een vrij grote stroom. Het is de moeite waard om te kijken wat we met de grondstoffen kunnen doen. Wij gebruiken upgraded metallurgical grade silicium als uitgangsmateriaal en verwachten vrij makkelijk te kunnen overstappen op silicium uit zonnepaneelrecycling.’

Dat vraagt echter om een scheidingstechniek die er tot voor kort niet was. De vereiste zuiverheid van 99,99 procent was niet kosteneffectief én milieuvriendelijk te realiseren. Dat is veranderd met de Laser Assisted Recycling of Solar Panels (LARS-)technologie van TNO. In RESOURCE worden de processen van TNO en E-magy op elkaar afgestemd.

Voorloper
‘Axel en ik hebben allebei een achtergrond bij ECN, nu TNO’, vertelt Ian Bennett, senior materials scientist bij E-magy en projectleider van RESOURCE. ‘Daar komen de contacten vandaan. Onze samenwerking begon met Si-nfinity, een onderzoeksproject op laboratoriumschaal. We haalden de metallisatie en het siliciumnitride van bestaande cellen af en vergeleken dat materiaal met het silicium dat wij normaal gebruiken. In RESOURCE kijken we of we de zonnecellen ook echt uit het zonnepaneel kunnen halen.’

Lees het volledige artikel hieronder in de september 2026-editie van Solar & Storage Magazine.