Japón ha logrado darle un uso a los viejos residuos de paneles solares: convertirlos en trampas de dióxido de carbono
Japón busca aprovechar toda la tecnología posible, incluso si es vieja. Esa es la aproximación de un nuevo método que reutiliza paneles solares desechados para crear compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono (CO2), un gas de efecto invernadero.
Crear sustancias químicas orgánicas útiles a partir del CO2 residual es similar a generar materiales valiosos desde la basura, según un reporte de EurekaAlert.
El avance proviene de un equipo de químicos de la Universidad Nacional de Yokohama, Electric Power Development Co., Ltd. y el Centro de Investigación de Energías Renovables del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada. Este grupo decidió abordar dos problemas a la vez: el exceso de emisiones de CO2 y el aprovechamiento de los recursos de paneles solares fuera de servicio.
Su estudio, publicado en la revista ACS Sustainable Resource Management, buscaba determinar si los componentes reciclados de estos paneles podían convertir eficientemente el CO2 en compuestos de carbono con valor añadido.
De panel solar a reactor químico
En el estudio se combinó el reciclaje de obleas de silicio de paneles solares con la conversión del CO2 de los gases de escape de una central térmica. Estas obleas actúan como un “agente reductor” que convierte el CO2 en compuestos orgánicos, según Ken Motokura, profesor de la Universidad Nacional de Yokohama y primer autor del artículo.
Estas obleas de silicio, que se pueden separar de los paneles durante el reciclaje, son eficaces para donar electrones a compuestos de carbono, que a su vez se pueden usar para crear sustancias químicas más grandes y valiosas, aunque hasta ahora no había mucha evidencia al respecto.
El trabajo del equipo se enfocó en tomar obleas de silicio trituradas de paneles solares, a las que añadieron un catalizador químico para acelerar la producción de compuestos orgánicos. Inicialmente consiguieron un éxito variable en la creación de ácido fórmico. Para mejorar los resultados, trataron previamente el silicio con ácido clorhídrico para eliminar el aluminio de su superficie y aumentar el rendimiento de la reacción.
El proceso permitió convertir el CO2 de los gases de escape (con una concentración del 14%) en ácido fórmico y formamida. Para ello, utilizaron una reacción con el polvo de silicio, agua y fluoruro de tetrabutilamonio como catalizador. Motokura destacó que no es necesario separar ni purificar el CO2 de los gases de escape previamente.
El CO2 presente en los gases de escape de una central térmica reacciona con el silicio residual recuperado de los paneles fotovoltaicos al final de su vida útil y produce productos químicos orgánicos y sílice porosa.Como resultado, el equipo logró producir ácido fórmico con altos rendimientos. En presencia de aminas (sustancias orgánicas con átomos de nitrógeno), también pudieron generar formamida, otro químico con valor añadido.
Además, los investigadores conectaron su “reactor de obleas” de silicio directamente al puerto de gases de escape de una central térmica. Con esto demostraron la viabilidad de generar ácido fórmico a partir de obleas de desecho y el CO2 emitido en un entorno real.
Una posible solución para parte de la basura tecnológica
La investigación es especialmente relevante si se considera la escala del problema. La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) estima que entre 60 y 78 millones de toneladas métricas de paneles fotovoltaicos a nivel mundial llegarán al final de su vida útil para 2050. Por ello, el equipo espera que su estudio impulse trabajos adicionales sobre las formas de aprovechar estos materiales.
De esta forma, las obleas de silicio podrían utilizarse para secuestrar y convertir desechos y gases de efecto invernadero en compuestos valiosos para otros procesos industriales.
