Des chercheurs de l’Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) ont conçu une méthode efficace pour récupérer du silicone à haut degré de pureté présent dans des panneaux solaires ne fonctionnant plus, afin de produire des batteries qui pourraient aider à répondre à la demande mondiale pour alimenter les véhicules électriques.
Ce silicone à haut degré de pureté représente la majorité des cellules solaires, mais celles-ci sont souvent envoyées à la décharge à la fin de leur vie utile, après de 25 à 30 ans de fonctionnement. Il est complexe de séparer le silicone des autres composantes des cellules, comme l’aluminium, le cuivre, l’argent, le plomb et le plastique, rappellent les auteurs des travaux.
De plus, poursuivent-ils, le silicone recyclé comporte des défauts et des impuretés, ce qui empêche de l’utiliser dans le cadre d’autres technologies nécessitant ce matériau.
Par ailleurs, les méthodes existantes de récupération du silicone à haut degré de pureté sont énergivores et nécessitent des produits chimiques hautement toxiques, ce qui rend le tout onéreux et limite leur adoption à grande échelle chez les entreprises de recyclage.
Au dire des chercheurs de NTU Singapour, ces nombreux défis ont pu être surmontés en employant une nouvelle méthode d’extraction utilisant de l’acide phosphorique, une substance généralement utilisée dans l’industrie de l’alimentation.
Cette nouvelle approche a permis d’obtenir un plus haut taux de récupération du silicone, en plus d’obtenir un matériau plus pur. Le processus est aussi plus efficace, en employant un seul liquide, alors que les méthodes habituelles impliquent aux moins deux substances, l’une très acide, l’autre très alcaline.
En utilisant des analyses spectroscopiques poussées afin d’évaluer la composition des matériaux récupérés, les chercheurs ont constaté que leur silicone ayant servi à leurs travaux atteignait un niveau de récupération de l’ordre de 98,9 %, alors que la pureté du matériau atteignait 99,2 %, soit des résultats comparables à ce qu’il est possible d’obtenir présentement, en vertu des méthodes de recyclage présentement disponibles.
Lorsque ce silicone de deuxième main a été réintégré dans une batterie lithium-ion, puis testé pour en évaluer l’efficacité, les scientifiques ont découvert que le matériau, qui est employé pour fabriquer l’anode – une partie essentielle de toute pile – s’est avéré être aussi fonctionnel que du silicone neuf acheté auprès d’un fabricant commercial.
Selon le principal auteur de l’étude, le Dr Sim Ying, « la performance comparable entre notre silicone réutilisé et les matériaux neufs prouve que notre approche fonctionne. Nous envisageons notre méthode de récupération plus rapide et plus abordable comme un avantage pour le développement des véhicules électriques, voire d’autres types d’appareils ».
