Un migliore riciclaggio per i LED I diodi a emissione di luce (light emitting diodes, LED) rappresentano il futuro dell’illuminazione, in quanto sono altamente efficienti e in grado di aiutare l’UE nel raggiungimento di un’economia a basse emissioni di carbonio. Tuttavia, tali componenti richiedono l’impiego di metalli rari. Questa sfida è stata affrontata da un consorzio finanziato dall’UE, il quale ha analizzato il flusso delle risorse su tutte le fasi del ciclo di vita dei prodotti a LED. Cambiamento climatico e Ambiente Tecnologie industriali © Jaros, Shutterstock Il progetto CYCLED (Cycling resources embedded in systems containing light emitting diodes), finanziato dall’UE, è stato istituito per ottimizzare l’uso efficiente e il riciclo di indio, gallio, elementi delle terre rare e dei metalli di destinazione, senza compromettere i consolidati percorsi di riciclo per i metalli preziosi. Partner del progetto hanno quindi studiato dei metodi per ottenere un risparmio dei metalli rari nella produzione dei LED e aumentarne la relativa durata. Essi hanno studiato dei modi per migliorare la progettazione e la realizzazione dei LED con lo scopo di attivare il riciclo dei metalli di destinazione ottenuti da prodotti LED a fine vita utile. È stato progettato un insieme di strumenti per aiutare una progettazione di prodotti LED efficiente in termini di risorse, fornendo strumenti di supporto per le varie fasi, le quali spaziano dalla progettazione tecnica alla valutazione ambientale. Sono stati inoltre sviluppati dei modelli di business per la valorizzazione dei dimostratori efficienti in termini di risorse ed energia. La ricerca sui flussi di massa dei metalli di destinazione ha individuato gli elementi delle terre rare ittrio e lutezio, assieme ad alcuni metalli preziosi, come gli elementi più importanti all’interno dei LED bianchi. In aggiunta, è stato rilevato che nella produzione di chip LED, dovrebbe essere promosso il riciclo di indio e gallio, invece il riciclo di questi metalli dai prodotti LED non è né fattibile né necessario a causa delle concentrazioni estremamente basse e ai conseguenti quantitativi esigui utilizzati nei LED prodotti a livello globale. Gli elementi delle terre rare sono concentrati nei convertitori dei LED bianchi. Il consorzio ha scoperto un metodo per separare i convertitori dai chip LED. I chip possono essere lavorati secondo i percorsi di riciclo stabiliti per ottenere in particolare rame e metalli preziosi. Successivamente a un pretrattamento di rimozione dei componenti organici, gli elementi delle terre rare possono essere riciclati dai convertitori, attraverso un processo di riciclaggio già esistente. Le analisi relative a costi-benefici delle varie opzioni al termine della vita utile hanno dimostrato che il percorso di riciclo degli elementi delle terre rare può essere redditizio soltanto per prodotti LED contenenti convertitori di lutezio estremamente costosi, il che costituisce un beneficio difficilmente raggiungibile. Nel complesso, il riciclo degli elementi delle terre rare richiede finanziamenti aggiuntivi, altrimenti i riciclatori non seguiranno tale rotta di lavorazione. Questi risultati serviranno per orientare ulteriori ricerche e aiutare i responsabili politici ad affrontare il rilevante flusso di rifiuti al fine di aumentare l’efficienza delle risorse di illuminazione a LED. Ciò contribuirà a conservare risorse preziose per altre tecnologie, come per esempio l’energia solare. Gli studi inerenti ai principali meccanismi di guasto dei prodotti LED offriranno ai prodotti una maggiore durata della vita utile, riducendo così il consumo di risorse. I risultati relativi a ricerca tecnica e termine della vita utile del prodotto sono stati utilizzati per quattro dimostratori, i quali coinvolgono illuminazione domestica/atmosferica, pubblica, industriale e in ambienti difficili. Questi sono stati utilizzati per dimostrare la fattibilità dei risultati di ricerca e ai fini di una diffusione delle conoscenze. I modelli di business che sostengono la commercializzazione dei prodotti dimostratori e un modello di business generico sono disponibili per i produttori di prodotti eco-innovativi. Modelli, strumenti e approcci tecnici sono stati riuniti in un quadro di eco-innovazione per la guida dei produttori di dispositivi a LED. Il progetto CYCLED spianerà la strada verso prodotti di successo commerciale che sfruttano le risorse in modo efficiente, creano posti di lavoro e consentono all’Europa di diventare leader nella tecnologia LED. Parole chiave Diodi LED, CYCLED, metalli di destinazione, elementi delle terre rare, ittrio, lutezio, flusso di rifiuti
