97% срібла за 150 секунд: старі сонячні панелі перероблятимуть ефективніше

Дослідники з Нінсяського університету в Китаї розробили спосіб добувати срібло з відпрацьованих сонячних елементів без кислот. Елементи занурюють у розплав гідроксидів натрію та калію, після чого срібні провідники відокремлюються від кремнієвої пластини цілими, у вигляді чистого металу. Результати опублікував журнал Journal of Cleaner Production.

За 150 секунд у розплаві за температури 230 °C вдалося зібрати 94,34% срібла, а за оптимальних умов — 97,11%. Втрати кремнієвої пластини обмежили 2,62%. Метод поки випробувано лише в лабораторії, уточнює pv magazine.

Чому срібло в панелях на вагу золота

Срібло становить менш ніж 0,03% маси відпрацьованої сонячної панелі, але дає майже половину її вартості як вторинної сировини. Зазвичай панель містить близько 20 грамів срібла, а Австралійська енергетична рада прогнозує, що до 2050 року у світі накопичиться 60–78 млн тонн сонячних відходів, пише pv magazine Australia.

Перше покоління комерційних панелей уже наближається до кінця свого 25–30-річного терміну служби. Тому питання переробки стає не лише екологічним, а й економічним: за оцінками дослідників з Університету Аделаїди, переробка сонячних панелей може принести до $1 трлн прибутку до 2060 року.

Не розчиняти, а «відклеювати»

Зазвичай срібло з панелей добувають вилуговуванням азотною кислотою: вона розчиняє метал, перетворюючи його на іони. У результаті утворюються токсичні оксиди азоту та кислі стічні води, а саме срібло доводиться потім відновлювати складною хімією. Новий метод цей етап пропускає. «Сіль» тут — у хімічному сенсі: розплав їдкого натру та їдкого калію, дуже лужне й агресивне середовище. Він розчиняє не срібло, а тонкий шар нітриду кремнію, який захищає поверхню сонячного елемента, і зв’язок між шаром та срібними провідниками слабшає настільки, що вони просто відпадають.

Головною складністю був захист самої кремнієвої пластини. Щойно захисне покриття зникає, гідроксид-іони починають роз’їдати кремній, перетворюючи його на розчинні силікати та залишаючи на поверхні дрібні ямки. Дослідники розібралися в цьому механізмі й підібрали температуру та час обробки так, щоб втрати кремнію були мінімальними. Схожий підхід з розплавом гідроксидів уже описували у 2024 році, але тоді втрати кремнію контролювати не вдавалося.

Не єдиний і не універсальний

Важливе уточнення: метод перевіряли на сонячних елементах з алюмінієвим тильним полем (Al-BSF), тобто на старішому типі, який зараз масово надходить на переробку. Сучасні елементи влаштовані інакше, а нові покоління, як-от тандемні перовськітові панелі з рекордним ККД, ще складніші, тож для них метод доведеться перевіряти окремо.

Безкислотні способи шукають і в інших країнах. У січні дослідники Університету Ньюкасла в Австралії показали, що подрібнені панелі можна розділяти пінною флотацією — методом, яким у гірництві відокремлюють цінні мінерали від породи. Так вони вилучили 97,6% срібла приблизно за три хвилини, використовуючи звичайну водопровідну воду, повідомляв pv magazine.

Інший варіант запропонували вчені Ньюкасла разом з австралійським агентством CSIRO: вони вилучили в середньому 93% срібла електрохімічно, але з розчину після азотнокислотного вилуговування. Тобто кислоти цей спосіб не уникає, а лише полегшує подальше відновлення металу.

Срібла не вистачає

Попит на нові способи переробки підігріває ринок. Світ шостий рік поспіль споживає більше срібла, ніж видобуває: у 2026 році дефіцит прогнозують на рівні 46,3 млн унцій. Торік середня ціна срібла перевищила $40 за унцію, на 42% більше, ніж роком раніше, пише pv magazine з посиланням на World Silver Survey 2026.

Водночас виробники сонячних панелей самі скорочують використання срібла, зменшуючи його вміст і замінюючи міддю. За прогнозом Silver Institute, у 2026 році сонячна галузь спожиє близько 151 млн унцій срібла проти 186,6 млн торік, повідомляє Mercom India. Тож саме старі панелі з більшим вмістом срібла найближчими роками будуть найціннішою сировиною для переробки.

Джерело: Interesting Engineering