Reciclan células fotovoltaicas con agua, manteniendo su rendimiento
Los paneles solares son necesarios para la transición ecológica que nos ha de permitir enterrar para siempre los combustibles fósiles. Sin embargo, para su fabricación se necesitan materiales que no siempre se extraen en condiciones de respeto al medio ambiente ni a las condiciones laborales de los trabajadores. Además, se generan grandes cantidades de residuos, porque su reciclaje no acaba de ser todo lo correcto que debería. Ahora, los científicos han logrado por primera vez reciclar todos los componentes de una célula solar, y además de forma reiterada y sin usar disolventes tóxicos.
En un estudio publicado en la revista 'Nature', investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia) han desarrollado un método para reciclar las células solares de forma íntegra y repetida, conservando además la misma eficiencia que la original. La célula con la que se han hecho los experimentos está hecha de perovskita y el disolvente principal fue el agua.
Se espera que el uso de electricidad aumente drásticamente en los próximos años debido al desarrollo de la Inteligencia Artificial y a la transición energética, entre otras cosas. Por ello, resulta fundamental obtener esta nueva energía de forma sostenible.
Los paneles solares basados en el silicio llevan más de 30 años en el mercado. Pero los paneles de primera generación están al final de su ciclo de vida, lo que ha creado un problema inesperado.
Grandes montañas de paneles sin reciclar
"Actualmente no existe una tecnología eficiente para tratar los residuos de los paneles de silicio. Por eso, los paneles solares viejos acaban en los vertederos. Enormes montañas de residuos electrónicos con los que no se puede hacer nada", afirma Xun Xiao, investigador postdoctoral en el Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping (LiU).
Por este motivo, Feng Gao, catedrático de optoelectrónica en el mismo departamento, añade: "Debemos tener en cuenta el reciclaje a la hora de desarrollar tecnologías de células solares emergentes. Si no sabemos cómo reciclarlas, quizá no deberíamos ponerlas en el mercado".
Una de las tecnologías más prometedoras para las células solares de próxima generación es la perovskita. No solo son relativamente baratas y fáciles de fabricar, sino que también son ligeras, flexibles y transparentes. Gracias a estas propiedades, las células solares de perovskita se pueden colocar en muchas superficies diferentes, incluso en ventanas. Además, pueden convertir hasta el 25 por ciento de la energía solar en electricidad, una eficiencia que puede compararse con las células solares de silicio actuales.
Reciclar manteniendo el rendimiento
"Hay muchas empresas que quieren sacar al mercado células solares de perovskita, pero a nosotros nos gustaría evitar que acabaran en vertederos. En este proyecto hemos desarrollado un método en el que todas las piezas se pueden reutilizar en una nueva célula solar de perovskita sin comprometer el rendimiento de la nueva", afirma Niansheng Xu, investigador postdoctoral en la Universidad de Lieberman.
Sin embargo, dado que las células solares de perovskita tienen actualmente una vida útil más corta que las de silicio, es importante que el reciclaje de células de perovskita sea eficiente y respetuoso con el medio ambiente. Estas células también contienen una pequeña cantidad de plomo, necesaria para una alta eficiencia, pero esto también supone un desafío para que su reciclaje sea verdaderamente limpio.
Usando solo agua como disolvente
Aunque ya existen métodos para desmontar células solares de perovskita, estos sistemas implican el uso de una sustancia llamada dimetilformamida, un ingrediente común en los disolventes de pintura. Es tóxica, peligrosa para el medio ambiente y potencialmente cancerígena.
Lo que los investigadores de Linköping han hecho ahora es desarrollar una tecnología en la que se puede utilizar agua como disolvente para desmantelar las perovskitas degradadas. Y, lo que es más importante, se pueden reciclar perovskitas de alta calidad a partir de la solución acuosa. "Podemos reciclar de todo: vidrios de recubrimiento, electrodos, capas de perovskita y también la capa de transporte de carga", explica Xun Xiao, quien añade que el siguiente paso para los investigadores es desarrollar el método para su uso a mayor escala, en un proceso industrial.
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