Innovatives Recycling von Photovoltaik-Modulen mit Umweltpreis 2016 honoriert

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Die elektrohydraulische Fragmentierungsanlage erlaubt das Recycling von wertvollen Materialien ohne Chemikalien (Foto: ©ImpulsTec GmbH)

Würzburg — Ein chemikalienfreies und energieeffizientes Wertstoffabtrennverfahren für das Recycling von Solarzellen hat die Fraunhofer-Projektgruppe IKWS zusammen mit der ImpulsTec GmbH entwickelt. Das Verfahren ist beispielsweise auch für Batterien, Elektronikprodukte oder Faserverbundmaterialien einsetzbar. Am 6. Dezember erhielt die Projektgruppe dafür den mit 10.000 € dotierten Umweltpreis der Bayerischen Landesstiftung.

Die ersten Generationen von Photovoltaikmodulen werden in den nächsten Jahren ihre maximale Lebensdauer erreicht haben und müssen als Altprodukte eine nachhaltige Verwendung finden. Die bloße Zerkleinerung und Deponierung ausrangierter Photovoltaikmodule kann nach aktuellen Studien zu einer Verunreinigung der Umwelt beispielsweise durch Antimon führen. Zudem ist es ökologisch und ökonomisch unerlässlich, die in den Modulen vorhandenen Wertstoffe zu recyceln. Zusammen mit der ImpulsTec GmbH gelang es Andreas Bittner und seinem Team von der Fraunhofer- Projektgruppe IWKS, ein einfaches, effizientes und chemikalienfreies Recyclingverfahren für Photovoltaikmodule zu entwickeln. Es ermöglicht die Rückgewinnung von Werkstoffen und Funktionskomponenten und ist auch in anderen Recyclingprozessen einsetzbar.

Kernstück: die elektrohydraulische Fragmentierung

Das innovative Recyclingverfahren erfolgt auf Basis von elektrisch erzeugten Druckwellen. Beim elektrohydraulischen Fragmentierungsverfahren werden in der Pilotanlage die aufzutrennenden Materialverbünde in Wasser eingebracht und über intensive Schockwellen materialselektiv zerlegt. Nach dem Ablassen des Wassers können die voneinander getrennten Materialien und Komponenten durch Sieben und Sortieren einfach und sortenrein voneinander getrennt werden. Dabei lassen sich besonders hohe Wertstoffrückgewinnungsraten erreichen und hochwertige Glasfraktionen sowie Funktionsmaterialien wie Silicium effizient wiederverwerten.

Das neuartige Verfahren verbessert die Ausbeute und die Qualität der zurückgewonnenen Materialklassen wie hochtransparentes Glas, Metall, Halbleiter und Polymer. Da für die Auftrennung keine Prozesschemikalien benötigt werden und eventuell entstehende Gefahrstoffe wie Stäube durch das Medium Wasser passiviert werden, ist die neue Methode auch erheblich umweltfreundlicher als etablierte Verfahren. Selbst gering konzentrierte Wertstoffe und sogar intakte Funktionskomponenten, die direkt für neue Produkte wiederverwendbar sind, können zurückgewonnen werden. Gemäß dem Motto „Ressourcen gebrauchen und nicht verbrauchen“ kann so in bestimmten Fällen eine energie- und materialintensive Neusynthese von Funktionsmaterialien entfallen. Damit lassen sich Kosten und Ressourcen sparen und die Umwelt wird nicht mit kaum recycelbaren Komponenten belastet.

Die erste Pilotanlage läuft bereits am Standort Alzenau der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS; eine weitere Anlage wird bei einem mittelständischen Recyclingunternehmen eingesetzt. Durch den skalierbaren, flexiblen und mobilen Aufbau kann der gesamte Prozess an beliebigen Orten installiert werden und beispielsweise für das Recycling von Altprodukten oder Produktionsabfällen direkt an den Produktionsstätten verwendet werden.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC