tutkija sanna-mari nevala, aalto yliopisto

Sanna-Mari NevalaMetallifoorumi II, 20.9.2016Porin yliopistokeskus

Aurinkopaneelien kierrätys

Aurinkopaneelien virrankeräysnauhojen pinnoitus sähkökemiallisin menetelmin

Aurinkoenergia ja kestävä kehitys

• Aurinkopaneelit sisältävät kriittisiä ja vaarallisia metalleja.

• Aurinkokennojen tuotanto kuluttaa runsaasti energiaa.

• Kierrätysratkaisuja ei vielä ole!

Sanna-Mari Nevala Metallifoorumi II 20.9.2016

Virrankeräysnauha

Lähde: Yang et al. Kao.2014

Tehokkaammat lyijyttömät virrankeräysnauhat

• Vismuttitina-pinnoitus• Bi52Sn48

• Tehokkuuden parantaminen urituksella

Lähde: Luvata


Liuos


SnSO4 (M)

Bi(NO3)3 (M) H2SO4 (M)

Liuos 1 0,3 0,02 1,9

Liuos 2 0,15 0,02 1,9

Lähde: Heong et al. 2012

Laitteisto ja menetelmät

• Elektrolyysikenno• Katodi: Kuparilanka

(virrankeräysnauha)• Anodi: Platina• Referenssielektrodi: SSE

(Hg/Hg2SO4)


Haasteet• Tinalla ja vismutilla on suuri

tasapainopotentiaaliero:– Bi3+/Bi: - 320 mV vs. SSE– Sn2+/Sn: - 780 mV vs. SSE– Sn2+/ Sn4+: - 490 mV vs. SSE

2Bi3+ + 3Sn 2Bi + 3Sn2+


Ensimmäisen kylvyn tuloksia

• Mustaa

pulveria

• Pinnoite

lähinnä urissa

• XRF-analyysi


15 min, 23 mA/cm2, SnSO4 0,3 M



Virta-jännite –kuvaaja

Syklinen Voltametria

Liuos 2Bi2O3

(M)

HClO4 (M)

0,05 6,5

0,01 1,6

DTPA (M)

NH3 (M)

0,3 1,5

0,08 1,3

Lähde: Sadana et al. 1986

SnSO4

(M)

H2SO4

(M)

0,02 2,5

0,006 0,2

SEM-EDS –analyysi


Cu (p-%) Sn (p-%) Bi (p-%) Yhteensä1 0,6 1,7 97,7 1002 0,5 1,9 97,6 1003 0,4 1,4 98,3 1004 0,5 1,6 97,9 100

Jatkosuunnitelmat

• Toimivan kylvyn ja muiden parametrien selvittäminen

• Kylpy 1:– Lisäaineet– Matalammat virrantiheydet

• Kylpy 2:– Typpipuhallus


Liiketoimintamahdollisuudet

• Lyijyttömät ja tehokkaammat virrankeräysnauhat

• Aurinkopaneelimurskan käsittely kuparintuotannossa

• Kannattaa olla edelläkävijä!


Kiitos!

tutkija sanna-mari nevala, aalto yliopisto

Presentations & Public Speaking