Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Εκχύλιση αργύρου από φωτοβολταϊκά πάνελ με υδροθερμική επεξεργασία

Athanasiadou Rafaela

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα τελευταία έτη, στα πλαίσια της αειφόρου ανάπτυξης, έχει σημειωθεί ραγδαία ανάπτυξη κι εξάπλωση των φωτοβολταϊκών τεχνολογιών, γεγονός το οποίο υπογραμμίζει την σημαντικότητα ανάπτυξης μεθόδων για την ορθή ανάκτηση, επεξεργασία και ανακύκλωση των αποβλήτων που προκύπτουν έπειτα από το πέρας της ζωής τους. Ειδικότερα, ιδιαίτερο ενδιαφέρον εμφανίζεται στην ανάκτηση πολύτιμων μετάλλων, όπως ο άργυρος (Ag), τα οποία βρίσκονται μέσα στη δομή των φωτοβολταϊκών πλαισίων και μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για την κατασκευή νέου ηλεκτρικού και ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Ακριβώς αυτός είναι και ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας – η ανάκτηση του αργύρου από απόβλητα φωτοβολταϊκά πάνελ μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Για την επίτευξη του στόχου, μελετήθηκε η εκχύλιση αργύρου από απόβλητα φωτοβολταϊκά μονοκρυσταλλικού πυριτίου (m-Si) με υδροθερμική επεξεργασία. Πιο συγκεκριμένα, αυτό πραγματοποιήθηκε με την εφαρμογή ενός οργανικού οξέος, του κιτρικού. Οι μεταβλητές που εξετάστηκαν κατά την διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας ήταν η συγκέντρωση του κιτρικού οξέος, ο χρόνος παραμονής στον υδροθερμικό αντιδραστήρα, καθώς και η θερμοκρασία επεξεργασίας. Αναλυτικότερα, πριν την εκχύλιση του αργύρου, εφαρμόστηκαν δύο διαδικασίες προεπεξεργασίας. Αρχικά, αφαιρέθηκε χειρωνακτικά από τα τεμάχια των πάνελ, όπου ήταν δυνατό, η οπίσθια μονωτική πλαστική μεμβράνη (backsheet), η οποία είναι συνήθως λευκή και κατασκευασμένη από Tedlar και στη συνέχεια τα δείγματα αυτά υποβλήθηκαν σε θερμική επεξεργασία υψηλής θερμοκρασίας για τη θερμική αποδόμηση του πολυμερούς EVA. Η δεύτερη διαδικασία προεπεξεργασίας, έγινε καταβύθιση των τεμαχισμένων πάνελ σε τολουένιο για την απομάκρυνση του EVA και του backsheet, καθώς και για το διαχωρισμό των κυψελών, του γυαλιού και των μεταλλικών αγωγών (ribbons). Έπειτα της προεπεξεργασίας, πραγματοποιήθηκε εκχύλιση με 4M HCl για την απομάκρυνση του αλουμινίου από τις κυψέλες και στις εναπομείνασες εφαρμόστηκε υδροθερμική εκχύλιση με οργανικό οξύ (κιτρικό οξύ) για την εκχύλιση του αργύρου. Κατά την πειραματική διαδικασία εξετάστηκαν διάφορες υδροθερμικές παράμετροι, όπως η συγκέντρωση οξέος (1–1,5–2 M), ο χρόνος επεξεργασίας (60–105–150 λεπτά) και η θερμοκρασία (150–180–210°C), ενώ ο λόγος υγρού προς στερεό (L/S) διατηρήθηκε σταθερός στα 30ml:1g, βάσει προκαταρκτικών δοκιμών. Για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων της υδροθερμικής εκχύλισης εφαρμόστηκε η μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης (RSM). Με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης προκύπτει ότι οι πολύ μεγάλοι χρόνοι επεξεργασίας (μεγαλύτεροι των 150min), καθώς και η μείωση του χρόνου κάτω των 60 min, δεν επιφέρουν αύξηση της απόδοσης της εκχύλισης. Ακόμη, συμπεραίνεται ότι δεν υπάρχουν σημαντικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ συγκέντρωσης και θερμοκρασίας, ούτε μεταξύ χρόνου και θερμοκρασίας, ενώ ήπιες αλληλεπιδράσεις παρατηρούνται μόνο μεταξύ συγκέντρωσης και χρόνου. Ως τελικό βήμα, για σύγκριση, πραγματοποιήθηκε εκχύλιση με νιτικό οξύ (HNO₃, 65%). Το ισχυρό ανόργανο οξύ (HNO₃) αποδείχθηκε πολύ πιο αποτελεσματικό στην εκχύλιση του αργύρου, υποδηλώνοντας ότι η αποδοτικότητα του οργανικόυ οξέος (C6H8O7) ήταν μικρότερη από 5% σε σύγκριση με το 65% του HNO₃. Καταλήγοντας, οι βέλτιστες συνθήκες ήταν: 210°C, 95min και 2M κιτρικό οξύ.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες