Einfluss des Aufschlussgrades auf die nassmechanische und chemisch-mechanische Aufbereitung von Photovoltaik-Modulen

Abstract

Zusammenfassung Die zunehmenden Mengen an End-of-Life-Photovoltaikmodulen erfordern verstärkte Forschungsaktivitäten zur Entwicklung effizienter und skalierbarer Recyclingverfahren. Die Herausforderung dabei ist, die unterschiedlichen PV-Modullagen (Frontsheet, Einkapselung, Zellschicht und Backsheet), anorganischer Natur oder polymerbasiert, so zu separieren, dass diese entweder wertstofflich rückgeführt oder abfallstrom-technisch einfach und günstig entsorgt werden können. In diesem Beitrag wird ein kombinierter Aufbereitungsansatz untersucht, der mechanische, nassmechanische und chemisch-mechanische Prozessschritte integriert. Ausgangspunkt ist eine Wasserstrahl-basierte Verbundauftrennung, aus der eine Backsheet- und eine Zellschichtfraktion gewonnen werden. Die nassmechanische Sortierung erfolgt nach einer mechanischen Zerkleinerung mittels zweistufiger Dichtetrennung unter Einsatz eines hydrodynamischen Zentrifugalkraftscheiders. Während polymerreiche Fraktionen effizient im Leichtgut angereichert werden, zeigt die Zellschichtfraktion aufgrund von Verbundpartikeln eine breite Verteilung über alle Dichteklassen. Ergänzend wird eine chemisch-mechanische Behandlung eingesetzt, bei der das Einkapselungsmaterial durch lösungsmittelbasierte Verfahren gezielt modifiziert wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die dadurch erreichte Quellung und partielle Auflösung des Polymers die Aufschlussverhältnisse signifikant verbessern. Die Studie belegt, dass die Effizienz der nassmechanischen Separation primär durch den Aufschlussgrad bestimmt wird und eine vollständige Trennung nur durch die Kombination physikalischer und chemischer Prozessschritte erreichbar ist.

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