Oude zonnepanelen blijken een zilvermijn: nieuwe laser wint 99 procent van het metaal terug

TNO heeft een methode ontwikkeld waarbij de verschillende lagen van een zonnepaneel met een laser van elkaar worden losgemaakt. Daardoor blijven het glas, de zonnecellen en waardevolle materialen beter intact.

Het opvallendste resultaat is de mogelijke terugwinning van zilver. Volgens TNO kan naar verwachting 99 procent van het zilver uit behandelde panelen worden teruggewonnen.

Dat is economisch interessant, want zonnepanelen gebruiken een aanzienlijk deel van de wereldwijde zilverproductie. De vraag naar het edelmetaal neemt ondertussen ook toe vanuit elektronica, energietechniek en andere industrieën.

Een zonnepaneel moet tientallen jaren buiten kunnen liggen. Het moet bestand zijn tegen regen, wind, hitte, kou en mechanische belasting. Daarom worden de verschillende onderdelen bijzonder stevig met elkaar verbonden.

Die duurzaamheid is tijdens het gebruik een voordeel, maar bij recycling juist een probleem. De lijm- en kunststoflagen maken het moeilijk om het glas en de zonnecellen zonder schade los te halen.

Bij grof vermalen blijven verschillende materialen door elkaar zitten. Daardoor zijn ze minder zuiver en vertegenwoordigen ze minder economische waarde. Verhitting kan de lagen wel losmaken, maar kost veel energie en kan eveneens materialen aantasten.

De methode van TNO gebruikt het zonnepaneel zelf om het probleem op te lossen. Panelen zijn gemaakt om licht te absorberen. Een krachtige laser richt licht op de actieve laag, waar het plaatselijk wordt omgezet in warmte. De hechting tussen de zonnecellen en de omliggende kunststoflaag wordt hierdoor verzwakt.

Omdat alleen het noodzakelijke deel wordt verwarmd, hoeft niet het hele paneel in een hete oven te worden geplaatst.

Volgens TNO verbruikt het laserproces minder dan 1 kilowattuur energie per module. Ter vergelijking: een conventionele behandeling met pyrolyse kan circa 25 kilowattuur per module vragen.

Dat verschil wordt belangrijk zodra op industriële schaal honderdduizenden of miljoenen panelen moeten worden verwerkt. Bij één miljoen panelen kan het energieverschil theoretisch oplopen tot tientallen miljoenen kilowatturen.

Bovendien blijft het glas bij de laserbehandeling intact en komen de zonnecellen vrij met weinig lijmresten. Hierdoor kunnen materialen hoogwaardiger worden hergebruikt in plaats van alleen als laagwaardige grondstof te dienen.

Naast zilver bevatten zonnepanelen zeer zuiver silicium. Dat materiaal kan mogelijk opnieuw worden gebruikt in zonnecellen of batterijen. Ook glas en kunststoffen zijn gemakkelijker te verwerken wanneer ze schoon en gescheiden uit het paneel komen.

In zonnecellen zitten dunne zilveren geleiders die opgewekte elektriciteit afvoeren. Per afzonderlijk paneel lijkt de hoeveelheid beperkt, maar bij miljoenen panelen gaat het om grote volumes.

TNO meldt dat ongeveer een kwart van het wereldwijd gewonnen zilver naar de productie van zonnepanelen gaat. Tegelijkertijd wordt verwacht dat de hoeveelheid afgedankte panelen in Europa richting 2030 sterk groeit.

Daardoor ontstaat niet alleen een afvalprobleem, maar ook een potentiële voorraad waardevolle grondstoffen. Wanneer zilver en silicium rendabel kunnen worden teruggewonnen, wordt Europa minder afhankelijk van nieuwe mijnbouw en import.

Dat kan uiteindelijk helpen om de kosten van nieuwe zonnepanelen te beheersen. Grondstoffen die opnieuw in de Europese productieketen worden gebruikt, hoeven immers niet volledig opnieuw te worden gewonnen en ingevoerd.

De technologie is verder dan een eerste theoretisch experiment. TNO heeft uiteenlopende veelvoorkomende typen zonnepanelen in het laboratorium behandeld en schaalt het onderzoek op naar omstandigheden die beter aansluiten bij industriële recycling.

Toch betekent dit niet dat consumenten hun oude panelen nu al bij ieder recyclingbedrijf met een laser kunnen laten verwerken. Voor grootschalige toepassing moeten machines, snelheid, veiligheid en aansluiting op de rest van het recyclingproces verder worden uitgewerkt.

Ook moet blijken hoe de economische rekensom uitpakt bij verschillende typen en leeftijden van panelen. Transport, demontage en sortering kosten eveneens geld.

De doorbraak laat wel zien dat afgedankte zonnepanelen niet uitsluitend afval zijn. In ieder paneel zitten materialen die opnieuw waarde kunnen krijgen. Als de technologie op grote schaal werkt, kan de groeiende afvalberg veranderen in een nieuwe Europese grondstoffenbron – met zilver als opvallendste schat.