ll progetto mira al recupero dei materiali (vetro ad alta trasmittività, Tedlar e silicio cristallino) e dei metalli (alluminio, argento, rame e acciaio) contenuti nei pannelli fotovoltaici (PF) a fine vita. I PF appartengono ai RAEE (rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche) e pongono problemi di smaltimento a causa dell'occupazione di notevole spazio fisico. Alcuni PF sono classificati rifiuti pericolosi e, come tali, devono essere smaltiti in discariche dedicate, di gestione onerosa e di non facile reperibilità. Va osservato che nei prossimi anni aumenterà in modo esponenziale il numero dei PF che arriveranno alla fine del loro ciclo di vita e che il trattamento dei PF, per il recupero dei materiali in essi contenuti, è espressamente richiesto dal Dlg. 49/2014. II progetto si prefigge non solo di risolvere un problema contingente che potrebbe trovare le aziende italiane impreparate ad ottemperare alle disposizioni di legge, ma anche di valutare la possibilità che il costo dello smaltimento in discarica) si trasformi in un ricavo grazie alla separazione e al recupero dei materiali più pregiati. Verranno presi in considerazione i PF al silicio policristallino (i più diffusi). Il processo chimico consisterà di due fasi. La prima fase riguarderà il distacco degli strati dei materiali costituenti il pannello ( vetro, silicio cristallino e plastica) mediante solventi appositi facendo variare la temperatura del processo di dissoluzione e adottando, o meno, un pretrattamento termico prima della soluzione e gli ultrasuoni durante il processo. La seconda fase consisterà nell' attacco chimico dei componenti elettronici per determinhare la concentrazione dei metalli valorizzabili, fra cui l'argento di importanza strategica. Il trattamento per lisciviazione verrà effettuato solo sui componenti individuati come portatori di metalli valorizzabili, consentendo, in tal modo, un risparmio di reagenti, energia e l' uso di apparecchiature più piccole.
Si ritiene che la ricerca sia innovativa perché ha come obiettivo il recupero degli strati che costituiscono il pannello nella loro interezza, senza ricorrere alla frantumazione del pannello come invece oggi avviene preliminarmente nei pochi impianti di trattamento, di tipo idrometallurgico o pirometallurgico di questo rifiuto. In tal modo verrà anche evitata la produzione di polveri e la loro dispersione nell' ambiente. Il trattamento con solventi proposto richiede unicamente un ambiente ventilato e, in funzione della natura del solvente, che il trattamento sia effettuato sotto cappa aspirante. Inoltre, il recupero, senza frantumare i materiali che compongono il pannello, come comunemente avviene, consentirà di riutilizzare detti materiali senza onerosi trattamenti successivi per ripristinarne le caratteristiche chimico-fisiche. Si fa rimarcare che il successo del progetto porterebbe al recupero dei materiali nella loro interezza, tali da essere riutilizzati tal quali. La sperimentazione in laboratorio comporterà un inevitabile suddivisione del pannello in pezzi di minore dimensioni per ovvi motivi di ridotte dimensione delle attrezzature ma, qualora il trattamento di dissoluzione ottenga risultati positivi, la sperimentazione potrebbe venire condotta, in seguito, in impianto pilota, il pannello, infatti, potrebbe essere immerso nel solvente o miscela di solventi senza preventiva suddivisione, ottenendosi i tre strati di materiale, vetro ad alta trasmittanza, silicio cristallino e plastica, da riciclare nell¿industria di produzione dei pannelli fotovoltaici, possibilmente senza fusione del vetro che verrebbe applicato tal quale se privo di fessure. Si prevede una ricaduta positiva rispetto all' avanzamento dello stato dell'arte perché dopo la sperimentazione si avrà un notevole incremento del know-how sul trattamento chimico non distruttivo dei materiali che compongono il pannello fotovoltaico e le difficoltà incontrate nella separazione fra loro dei vari materiali potrà costituire un'informazione preziosa per le case costruttrici. Esse, infatti, potrebbero modulare i progetti esecutivi di fabbricazione per rendere più accessibili e di più facile recupero i materiali costituenti , proponendo un collante di unione degli strati costituenti il pannello, di più semplice dissoluzione. Questo, in un ottica di progettualità ambientale e di riciclo che vede nel futuro prodotto già il rifiuto che dovrà essere trattato quando arriverà alla fine del suo ciclo di vita, con un approccio di grande attualità di tipo LCCA (Life Cycle Cost Analysis) o eco-design che è già presente nei corsi universitari in Ingegneria ambientale di alcuni paesi europei (Germania, Lettonia). Si fa per ultimo osservare la tecnica innovativa degli ultrasuoni la cui azione frammentatrice del collante che unisce i tre strati, potrebbe portare ad una diminuzione del tempo di processo o ad un abbassamento della temperatura del solvente necessaria per il distacco dei tre strati costituenti. Il gruppo di ricerca proponente che ha all' attivo diverse pubblicazioni nel settore del recupero di materiali di rifiuto ha pubblicato un lavoro nel 2019 (Photovoltaic module recycling, a physical and a chemical recovery process, Solar Energy Materials and Solar Cells, 193,314-19), mettendo a punto, per i pannelli fotovoltaici, un processo di trattamento di tipo chimico che utilizza solventi organici (toluene e xilene). Nel corso della sperimentazione proposta, se finanziata, si intende verificare la possibilità di utilizzare solventi naturali e biodegradabili (limonene ed acetati di origine naturale) al fine di rendere non impattante il processo chimico di recupero.