Tirar paneles solares gastados a los vertederos pronto puede convertirse en una historia de desechos electrónicos.
Al diseñar una estrategia de reciclaje para una nueva generación próxima de células solares fotovoltaicas, hechas de perovskitas de haluro metálico, una familia de materiales cristalinos con estructuras como el titanato de calcio mineral natural, agregará una dosis más fuerte de respeto al medio ambiente a unindustria ecológica, según una investigación dirigida por Cornell publicada el 24 de junio en Nature Sustainability.
El documento muestra beneficios sustanciales para el reciclaje de paneles solares de perovskita, aunque todavía se encuentran en la etapa de desarrollo comercial, dijo Fengqi You, profesor de Ingeniería de Sistemas de Energía en la Facultad de Ingeniería de Roxanne E. y Michael J. Zak.
"Cuando los paneles solares de perovskita alcanzan el final de su vida útil, ¿cómo tratamos este tipo de desechos electrónicos?", Dijo You, también miembro de la facultad del Centro Cornell Atkinson para la Sostenibilidad. "Es una nueva clase de materialesAl reciclarlo adecuadamente, podríamos reducir potencialmente su ya baja huella de carbono.
"A medida que los científicos diseñan las células solares, miran el rendimiento", dijo usted. "Buscan conocer la eficiencia y la estabilidad de la conversión de energía y, a menudo, descuidan el diseño para el reciclaje".
El año pasado, usted y su laboratorio descubrieron que las obleas fotovoltaicas en paneles solares que contienen estructuras de perovskita superan a las células fotovoltaicas hechas de silicio cristalino de última generación y al tándem de perovskita-silicio, con células apiladas como panqueques paraabsorben mejor la luz: funcionan excepcionalmente bien.
Las obleas fotovoltaicas de perovskita ofrecen un retorno más rápido de la inversión energética inicial que los paneles solares basados en silicio porque las células solares de perovskita consumen menos energía en el proceso de fabricación.
Reciclarlos mejora su sostenibilidad, ya que las células solares de perovskita recicladas podrían traer un 72,6% menos de consumo de energía primaria y una reducción del 71,2% en la huella de carbono, según el documento, "Evaluación del ciclo de vida de las estrategias de reciclaje de los módulos fotovoltaicos de perovskita", co-escrito por Xueyu Tian, estudiante de doctorado en Cornell Systems Engineering, y Samuel D. Stranks de la Universidad de Cambridge.
"Reducir la energía necesaria para producir las células indica una reducción significativa de la recuperación de la energía y las emisiones de gases de efecto invernadero", dijo Tian.
La mejor arquitectura de celda de perovskita reciclada podría tener un tiempo de recuperación de la energía de aproximadamente un mes, con una huella de carbono tan baja como 13,4 gramos de producción equivalente de dióxido de carbono por kilovatio hora de electricidad producida. Sin reciclaje, el tiempo de recuperación de la energía y la huella de carbonode las nuevas células solares de perovskita muestran un rango de 70 días a 13 meses y de 27,5 a 158,0 gramos de dióxido de carbono equivalente a lo largo de sus ciclos de vida.
Las células fotovoltaicas de silicio líderes en el mercado de hoy pueden esperar un período de recuperación de energía de 1,3 a 2,4 años, con una huella de carbono inicial de entre 22,1 y 38,1 gramos de emisiones equivalentes de dióxido de carbono por kilovatio hora de producción.
"El reciclaje hace que las perovskitas superen a todos los demás rivales", dijo Tian.
Las políticas estatales y federales informadas, junto con las estrategias de desarrollo de infraestructura de reciclaje, pueden mitigar aún más los impactos ambientales en la fabricación de células solares fotovoltaicas.
Usted dijo: "El valor real de una industria eficaz de paneles solares de perovskita verde puede depender de un programa de reciclaje".
La National Science Foundation apoyó esta investigación.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cornell . Original escrito por Blaine Friedlander. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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