A napelem újrahasznosítás problémája azóta foglalkoztatja a szakembereket, amióta ezek a rendszerek az életünk részévé váltak. Ugyanis ma már nem kétség, hogy a napelemek jelentik a fenntartható jövő kulcsát.

A technológia alapjait ugyan már az 1900-as évek elején felfedezték (sőt, még korábban is) a modern napelemek viszont viszonylag fiatalnak számítanak. Csupán pár évtizede kerültek gyártástechnológiailag és felhasználás tekintetében a fókuszba, aminek köszönhetően a legrégibb napelemek még egyáltalán nem jelentenek számottevő hulladékot az emberiség számára.

A jövő viszont teljesen más. Az utóbbi években jelentősen nőtt a napelemes rendszerek használata. Ez pedig az évek előrehaladtával még inkább így is lesz. Az ipari használat mellett a lakossági felhasználás mára globális szinten általánossá vált. Az elhasználódott napelemekkel ezért mindenképp foglalkozni kell.

Minden napelemből idővel hulladék válik – erre pedig fel kell készülni

Jelenleg még a régebbi napelemek is jól tartják magukat. Ennek az az oka, hogy egy napelemes panel átlagban 25-30 évig teljesít megfelelően. Ez szerencsére remek alapot kínált eddig arra, hogy megfelelő módon tudjuk a napelemes hulladékokat is kezelni, hiszen nem használódtak el akkora mértékben, hogy az már globális problémát jelentsen. Viszont a megnövekedett igények miatt várhatóan pár év múlva százszorosára is nőhet az elhasználódott napelemek mennyisége. Óvatos becslések szerint ugyanis csak 2030-ra 8 millió tonna napelemes hulladék keletkezhet.

Nem kétség tehát, hogy mindenképp gondolni kell a napelem újrahasznosítás lehetőségeire

Jelenleg a napelemek újrahasznosításának lépései igen költségesek. Ráadásul kevésbé környezetbarátak, mint hinnénk.
Ennek oka a napelemes panelek összetételében keresendő.

A napelemek legfontosabb alkotóeleme a szilícium. Enélkül az egyébként igen drága fém nélkül nem működne ilyen tartósan a fotovoltaikus hatás, azaz maga a napenergia elektromos árammá válása. A szilícium jelenleg a legjobb anyag erre, mert napfény hatására félvezetőként viselkedik.

A napelemes modul lényegében egy fotoncsapda, ami által a napfény fotonjait „becsapdázva”, elnyelve azokat elektromos töltést hoz létre a félvezető felületen. Ennek fő alapja a szilícium, amit mono- vagy polikristályos formában építenek a napelembe. A napfényben található fotonok valójában kiugrasztják az előkészített felület atomjaiból azokat az elektronokat, amelyekből tulajdonképpen áram lesz. Mindennek révén pedig szabad elektronokat kapunk, ami már csak egy lépést jelent ahhoz, hogy áramhoz jussunk.

A szilícium viszont önmagában nem elég

A probléma a napelem újrahasznosítás esetén viszont pontosan az, hogy ez a fém önmagában nem hozza azt a hatást, ami szükséges az áramtermeléshez. A szilícium lapocskákat ezért más anyagokkal szennyezik, szakmai kifejezéssel doppingolják. A doppingolás hatására olyan plusz anyagokat juttatnak a szilícium felületére, amelyek negatív és pozitív töltettel erősítik azt. Ez a kulcsa lényegében annak, hogy a napfény hatására elektromos mező jöhet létre a napelemes modulokban. Ezek az anyagok általában foszforból és bórból állnak többnyire. Azonban a napelemes modulok összetételének felsorolása itt még nem ér véget. A tökéletes vezetéshez szükség van ugyanis ezüstre és rézre is többek között. Ez a két fém az, ami összeköti azokat a kis lapocskákat, amelyek lényegében kitesznek egy panelt.

Az egész panelt pedig szendvicsszerűen további rétegekkel vonják be. Ezért a fémek mellett műanyagot, üveget és gyantát is tartalmaznak a panelek, amiket alumíniumkeretbe helyeznek. Az újrahasznosításhoz ezeket az értékes anyagokat valahogy el kell választani egymástól.

Milyen megoldások vannak erre?

Jelenleg a szétszerelés mellett a kémiai eljárással végzett szétválasztás lehetséges. Ilyenkor amit csak lehet, kézzel szerelnek szét, amit pedig nem, azt kémiai úton választják el egymástól. Például a szilíciumot a többi anyagtól, illetve az ezüstöt és a többi fémet egymástól. Azonban az eljárás még igencsak költséges, és a szétszedéshez mérgező anyagokra van szükség. Viszont semmi sincs veszve!

Mire számíthatunk a jövőben a napelemek újrahasznosítását illetően?

A legfrissebb lehetséges eljárás szerint a napelemes modulokat egy olyan centrifugával lehetne szétválasztani, ami képes a legapróbb részeket is leszedni a fémekről. A további szétválasztást pedig egy speciális kemencében végeznék el. Egy olasz startup cég jelenleg is dolgozik a technológián, és igencsak jól hangzik ez az újfajta megoldás, hiszen jelentősen kevesebb károsanyag-kibocsájtással jár így a napelemek újrahasznosításának a folyamata. Hasonló eljáráson kifejlesztésén egyébként egy Ausztrál kutatócsoport is munkálkodik már.

Az új módszerekkel pedig a napelemes panelek 99%-a újrahasznosítható lesz minimális károsanyag-kibocsájtás mellett!

Hogyan alakul tehát a napelemes hulladékok kérdése? Kell tartanunk egy környezeti katasztrófától?

Ahogyan tehát azt láthatjuk, semmiképp sem kell megijednünk. A kutatók ugyanis már teljes gőzzel dolgoznak azon, hogy néhány éven belül a napelemes panelek szétszerelése is fenntartható és környezetkímélő legyen. Ráadásul az új, ígéretes eljárások olcsóbbak lesznek, mint amelyeket jelenleg használnak. Ezért a jövőben nem kell aggódnunk amiatt, hogy a tonnányi elhasznált napelem a szeméttelepeken köt majd ki szennyezve a Földünket. A panelekből származó anyagokat szinte teljesen újra lehet majd hasznosítani, amelyek segítségével csökkenhet például a túlzott bányászati kitermelés is.