Le silicium joue un rôle important dans la fonction des panneaux solaires, et de nouvelles recherches montrent que son recyclage en vue de son utilisation dans les piles au lithium pourrait mener à des résultats intéressants
L’utilisation de l’énergie solaire dans le monde entier est certainement une bonne chose pour la planète, mais cela ne signifie pas non plus qu’elle est sans conséquence sur l’environnement. Certains composants de panneaux solaires sont plus facilement recyclables que d’autres, et les scientifiques australiens viennent peut-être de trouver un moyen de réutiliser l’un des plus délicats et des plus précieux : le silicium qui lui sert de semi-conducteur.
Un panneau solaire pourrait durer de 15 à 25 ans, selon l’équipe à l’origine de la nouvelle recherche, et bien que la majorité soit en verre, métal et plastique, le silicium qu’il contient n’est pas si facile à extraire et à réutiliser. La quantité de silicium utilisée pour chaque panneau est faible, mais les experts prévoient que nous produirons cinq millions de tonnes de déchets totaux de panneaux solaires d’ici 2050, de sorte que la poursuite d’une stratégie de recyclage globale est très valable.
En tant que matériau responsable de la transformation de l’énergie solaire en électrons, le silicium joue un rôle critique au sein d’un panneau solaire, et sa valeur pourrait ne pas s’arrêter là. Les spécialistes des matériaux de l’Université Deakin d’Australie disent qu’ils ont trouvé un moyen non seulement de l’extraire pour la réutiliser, mais aussi de démontrer son potentiel comme anode de batterie à haute énergie.
« Divers groupes de recherche du monde entier ont pris des initiatives pour récupérer les éléments et les pièces des panneaux photovoltaïques (PV) mis au rebut grâce au développement de procédés de recyclage « , explique le Dr Mokhlesur Rahman, membre de l’équipe. « Bien que de nombreux éléments aient été récupérés, aucun travail de recherche ou de l’industrie n’est en cours pour récupérer le silicium des cellules PV mises au rebut et le convertir en nano silicium pour une application ultérieure à la technologie des batteries. »
Mokhlesur Rahman et son partenaire de recherche, le professeur Ying Chen, ont mis au point une technique qui utilise les capacités de décalage d’électrons du silicium mis au rebut et lui donne un nouveau souffle. Essentiellement, la technologie des scientifiques s’articule autour de la réduction du silicium en un matériau à l’échelle nanométrique pour convenir aux batteries lithium-ion. Ce processus semble donner au matériau une forme irrégulière, mais comme l’explique Mokhlesur Rahman, cela pourrait en fait être une bonne chose.
« On suppose que le nanosilicium obtenu pourrait être de taille et de forme non uniformes, en raison de défauts morphologiques et structurels qui surviennent lors de sa récupération au cours de diverses étapes « , dit-il. « Ce type de nano silicium pourrait offrir des avantages supplémentaires par rapport au nano silicium commercial. Comme les nanoparticules de silicium de forme et de taille non uniformes offrent plus d’espace libre à l’intérieur et plus de porosité pour faciliter le transport de l’électrolyte, elles pourraient mieux s’adapter à l’expansion et à la contraction du volume pendant le cycle ».
Les chercheurs affirment que leur silicium nanométrique a la capacité de stocker environ 10 fois plus d’énergie dans le même espace que le silicium ordinaire, bien que la possibilité qu’il mène à des batteries plus performantes demeure théorique à ce stade. Leurs recherches préliminaires indiquent toutefois que le silicium recyclé fonctionne au moins de la même manière que le silicium commercial. Il pourrait au moins offrir aux fabricants de piles une nouvelle source d’approvisionnement, qui coûte actuellement environ 44 000 dollars australiens par kg (28000 €/kg).
« C’est le Saint-Graal de la réaffectation – prendre un produit qui serait autrement un déchet, le recycler et, ce faisant, le rendre encore plus précieux à l’autre bout « , explique Ying Chen.
