Descrizione del progetto
Fare luce sull’ingegneria verde per la riciclabilità del fotovoltaico
I moduli fotovoltaici si trovano al momento dinanzi a varie sfide per quanto concerne il processo di riciclaggio a causa della loro architettura, il che determina una qualità inferiore dei materiali riciclati e problematiche legate alla loro durata. La separabilità dei materiali all’interno del modulo è una delle principali preoccupazioni in tal senso. Per conseguire la fattibilità economica del riciclaggio, sono necessari una resa elevata e il mantenimento della qualità dei materiali. La loro scelta e la progettazione delle interfacce svolgono un ruolo critico nel processo di riciclaggio. Finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, il progetto C2C-PV svilupperà il primo modulo fotovoltaico in grado di garantire una piena riciclabilità «dalla culla alla culla». Il progetto applicherà i principi dell’ingegneria verde e della tecno-economia per creare un modulo fotovoltaico che eserciti un impatto ambientale minimo per varie generazioni, assicurando inoltre la fattibilità economica.
Obiettivo
The project cradle-to-cradle design of photovoltaic modules (C2C-PV) will design and build the first photovoltaic module with full cradle-to-cradle (C2C) recyclability. Achieving this goal requires a radically new design framework. Today’s photovoltaic modules were not designed for recycling, resulting in a recycling process that is slow and delivers materials of inferior quality. In contrast, C2C-PV will apply the principles of green engineering and techno-economics to create a photovoltaic module with minimal environmental impact over multiple generations and economic viability. Unique to this project is the design of a complex opto-electronic device from scratch according to these principles.
The scientific challenge of this proposal is to reconcile durability and separability. Current photovoltaic modules follow a “design for immortality” approach, monolithically integrating solar cells in a module to minimize exposure to the environment. This approach pits durability against separability and is the root cause of all challenges in current photovoltaic module recycling. Highly adhesive interfaces make a clean separation of components slow and challenging at best, and often infeasible. Yet, high throughput and retention of material quality are essential for the economic viability of recycling.
The key to resolving this challenge lies in the choice of materials and the design of interfaces. Following the design principles of C2C, the project C2C-PV will only use materials that can be produced and processed in a close-loop manner, avoid toxicity and scarcity, and are material- energy- and capital efficient. Interface design will focus on eliminating unnecessary adhesion and equip all necessary sealing with a mechanism for separation. Perovskite solar cells and photovoltaic modules will serve as a vehicle for demonstrating multigenerational close-loop recyclability. Tracking material-, energy- and capital flow over multiple generations will allow quantifying and op
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC - Support for frontier research (ERC)Istituzione ospitante
52428 Julich
Germania