Paneles solares reciclados para fabricar baterías con electrolito sólido

La imparable expansión de la energía solar trae consigo un desafío que no podemos evitar: la gestión de los paneles solares al final de su vida útil. A medida que millones de estos paneles llegan al final de su ciclo de vida útil, surge la necesidad urgente de soluciones de reciclaje. En este contexto, un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) ha dado un paso significativo, desarrollando un método para transformar el vidrio de desecho de los paneles solares en un componente para las baterías con electrolito sólido.

El vidrio, el componente más pesado de un panel solar, a menudo carece de aplicaciones de reciclaje. Los métodos de reciclaje convencionales suelen ser intensivos en energía y, por lo tanto, no siempre son económicamente viables. Sin embargo, la investigación de la NTU ha demostrado que este material puede ser "reciclado" para ser utilizado como un aditivo funcional en los electrolitos de polímero sólido (SPE) que son cruciales para las baterías de litio de estado sólido.

El proceso implica el triturado del vidrio que se convierte en nanopartículas, evitando así métodos térmicos de alta energía para la separación de componentes como el etileno-vinil-acetato (EVA). Estas nanopartículas, de aproximadamente 300 nm, se incorporan luego en un material SPE basado en óxido de polietileno (PEO), un polímero de uso común en la fabricación de baterías.

Los resultados de esta investigación son prometedores. El SPE modificado con nanopartículas de vidrio demostró una mayor estabilidad electroquímica y una conductividad iónica mejorada. Específicamente, la conductividad iónica del SPE de PEO puro con sal de litio (LiTFSI) aumentó de 9.66×10−6 S/cm a temperatura ambiente a 1.10×10−5 S/cm con la adición de solo un 2% en peso de nanopartículas de vidrio.

Las baterías de metal-litio fabricadas con este SPE modificado mostraron una estabilidad de ciclo superior. Después de 80 ciclos, las baterías que contenían las nanopartículas de vidrio mantuvieron una capacidad de 123.07 mAh g⁻¹, lo que representa una mejora del 8.3% en comparación con los dispositivos de referencia. Esto subraya el potencial del vidrio de desecho como un material rentable y sostenible para mejorar el rendimiento de las baterías de estado sólido.

Tal como lo expresó Yeow Boon Tay, autor principal del estudio, esta investigación "demuestra que el vidrio solar de desecho de los paneles solares al final de su vida útil (EoL) tiene un potencial prometedor en el sector del almacenamiento de energía, particularmente como un aditivo funcional en los electrolitos de polímero sólido (SPEs)". Al reutilizar directamente el vidrio como nanomateriales funcionales, este trabajo promueve un enfoque más sostenible y circular, conectando dos industrias en rápido crecimiento: la energía solar y el almacenamiento de energía.

La importancia de esta investigación va más allá de la mejora del rendimiento de las baterías. Representa un avance crucial en la búsqueda de métodos de bajo impacto para recuperar y reutilizar materiales de alta calidad de los paneles solares al final de su vida útil. El equipo de la NTU también está explorando procesos de baja temperatura para reciclar silicio recuperado en ánodos de baterías de litio, con el objetivo de construir un ecosistema de energía renovable más circular y sostenible.

Este enfoque no solo reduce la huella de emisiones asociada con la fabricación de baterías, sino que también ofrece una solución innovadora para el creciente problema de los desechos procedentes de los paneles solares, mejorando la economía circular y la imagen de una tecnología que está cambiando el mundo.

Fuente | Sciencedirect