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Reciclagem de painéis fotovoltaicos e recuperação de metais.

Prado, Pedro Forastieri De Almeida

Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica 2018-11-01

Acesso online. A biblioteca também possui exemplares impressos.

  • Título:
    Reciclagem de painéis fotovoltaicos e recuperação de metais.
  • Autor: Prado, Pedro Forastieri De Almeida
  • Orientador: Espinosa, Denise Crocce Romano
  • Assuntos: Hidrometalurgia; Metais (Recuperação); Paineis (Reciclagem); Hydrometallurgy; Photovoltaic Modules; Polymeric Dissolution; Recycling
  • Notas: Dissertação (Mestrado)
  • Notas Locais: Programa Engenharia Química
  • Descrição: Com a expansão do emprego de módulos fotovoltaicos para geração energética, surge o desafio do descarte adequado desse resíduo de equipamento eletroeletrônico. Através da elaboração de um processo multietapas, esse desafio torna-se possível de ser abordado. O presente estudo possui o objetivo de recuperar os materiais presentes nos módulos fotovoltaicos de silício cristalino e de silício amorfo. Diversas técnicas de caracterização física e química foram empregadas para determinar-se composição dos módulos fotovoltaicos e consequentemente o fluxo de processos necessários para recuperação dos materiais identificados. Foi identificado que o módulo de silício cristalino possuía no semicondutor alguns metais como prata (na concentração de 0,063% em massa do módulo) e silício, e na fase polimérica polidimetilsiloxano como encapsulante e PET como backsheet. A separação e recuperação dos polímeros foi realizada através do uso da teoria de dissolução de solventes de Hildebrand, abordando aspectos termodinâmicos e cinéticos. A separação ocorreu em 24h a 860rpm mergulhando-se os módulos em isopropanol, podendo ocorrer separação em até 6h a 860rpm utilizando-se tetrahidrofurano. A lixiviação da prata a partir do semicondutor foi possível com ácido sulfúrico 4mol.L-1, 95°C, sob adição de 6mL de peróxido de hidrogênio a cada 15min, alcançando-se 100% de lixiviação em 2h. Alterando-se a temperatura para 30°C a lixiviação foi completa apenas em 6h de experimento Precipitou-se a prata em solução na forma de cloreto de prata com adição de cloreto de sódio. O módulo de silício amorfo continha EVA na fração polimérica e silício, germânio, prata, estanho e índio (concentração 0,34g/m2 do módulo) na fração metálica, observados tanto por micrografias quanto por análise química quantitativa. A calcinação a 400°C permitiu a remoção do EVA e liberação dos contatos de prata. A lixiviação de índio foi de 100% para uma solução 1mol.L-1 de ácido fosfórico a 75°C, sob 800rpm de agitação e relação sólido-líquido 1g.10mL-1 em 1h.
  • DOI: 10.11606/D.3.2019.tde-30012019-141410
  • Editor: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
  • Data de publicação: 2018-11-01
  • Formato: Adobe PDF
  • Idioma: Português

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