Technologie nieuws

Onderzoek naar hergebruik siliciumafval

Silicium is op de snelgroeiende solarmarkt de eerste keus qua materiaal, omdat het relatief efficiënt zonne-energie omzet in elektrische energie. Bij de productie van de siliciumschijven gaat in de fotovoltaïsche industrie echter circa 50% van het waardevolle basismateriaal verloren. Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) coördineert het EU project Sikelor, dat moet komen tot een industrieel bruikbaar en grondstoffen besparend hergebruik van het silicium afval.

Silicium wordt in de vorm van flinterdunne schijven in de standaard zonnepanelen verwerkt. Een belangrijk deel van het met hoge kosten verkregen halfgeleidermateriaal gaat echter onmiddellijk na de productie verloren. Bij het op maat snijden van de wafer uit blokken ontstaat afval in de vorm van fijn siliciumpoeder.

Deze hoeveelheid materiaal is bijna even groot als hoeveelheid materiaal in het eindproduct. Dat komt door de gebruikte zagen (bijvoorbeeld een draad van siliciumcarbide of diamant), die ongeveer even dik is als elke aparte schijf. Samen met de universiteiten van Greenwich (GB) en Padua (I) en de firma’s Garbo (I) en EAAT (D) werken HZDR-onderzoekers aan een technologische oplossing voor het hergebruik van het afval.

Problematiek
De siliciumdeeltjes in het zaagsel moeten zo schoon mogelijk opnieuw worden gesmolten. Daarom moeten de onderzoekers ze eerst scheiden van de vloeistof die wordt gebruikt bij het zagen. Daarna wordt het stof samengeperst en gesmolten.

In het stof zitten verontreinigingen. Doordat het oppervlak van de deeltjes in vergelijking met het volume erg groot is, ontstaat oxidatie (siliciumdioxide). Ook komen er koolstofdeeltjes in het zaagsel en ontstaat bij het smelten het niet gewenste siliciumcarbide. Het doel is het om met een economisch en ecologisch geschikt proces het siliciumafval industrieel te verwerken.

Aan het einde van het traject van drie jaar moet het Sikelor-project (Silicon kerf loss recycling) een industrieel bruikbare proces opleveren.

Verwerking
Voor het elektromagnetisch roeren en separeren is er een speciale rol. Vooral de vraag hoe het magnetisch veld en de spoelen eruit moeten zien om de verontreinigde mengsels efficiënt te roeren, houdt de onderzoekers bezig. De foto toont fysicus Dr. Josef Pal die aan de Multimag-installatie van de HZDR onderzoekt hoe verschillend ingestelde magneetvelden inwerkt op vloeibare metalen. (foto: HZDR/Frank Bierstedt)

Momenteel werken ze eraan om het vuil door elektromagnetisch roeren te scheiden en te separeren langs de wanden, zodat het in voldoende mate kan worden afgescheiden. Maar dit gewenste resultaat is alleen te bereiken met een geschikte combinatie van de magneetveldparameters. Daarom wil het HZDR een demonstratiemodel bouwen, waarmee de onderzoekers met een op de siliciumlegering lijkende model kunnen studeren op de aparte processtappen.

De aldus verkregen kennis kan dan worden gebruikt in een tweede demonstratiemodel aan de universiteit van Padua. Daar kan silicium (dat pas bij 1410 °C smelt) worden verwerkt. EAAT plant en levert de installatie voor de energievoorziening, die in staat moet zijn om de verschillende stappen in de verwarming te verzorgen en parallel daaraan verschillende frequenties voor de magneetvelden mogelijk maakt.

Besparingen
Als het lukt om in het project het afval bij de waferproductie weer te verwerken tot basismateriaal, bespaart de solarindustrie fors op kosten. Silicium wordt momenteel op de wereldmarkt verhandeld voor circa $ 18/kg. Experts rekenen op een aanzienlijke stijging in de komende jaren. De partners in het project beogen dat het recyclingproces uitkomt op circa $ 10/kg recycleerbaar materiaal.

  • Nog sneller producten ontwikkelen met SolidWorks 2022

    SolidWorks 2022 bestaat uit een serie flexibel te gebruiken en aanpasbare oplossingen voor ontwerp, documentatie, informatiemanagement en validaties. (Foto: Dassault Systèmes) Dassault Systèmes introduceert SolidWorks 2022, een nieuwe versie van de applicaties voor 3D-ontwerp en engineering. Het bevat veel nieuwe en verbeterde functies voor het… Lees verder →

  • Volkswagen opent nieuw lab voor ontwikkeling en productie accucellen

    Schematische voorstelling: Van idee tot productie (Beeld: Volkswagen)Volkswagen Group Components heeft in Salzgitter (Duitsland) één nieuw laboratoria voor celonderzoek en -ontwikkeling in Europa geopend. Met dit nieuwe lab breidt de onderneming haar expertise in accutechnologie verder uit en zet ze een volgende stap in de… Lees verder →

  • Miljoenen investeringen voor verdere ontwikkeling Lightyear One

    Momenteel onderzoekt Lightyear verschillende opties, zowel publiek als privaat, voor verdere fondsenwerving voor het massamarktmodel van Lightyear, die naar verwachting in 2024 in productie zal gaan. (Foto: Lightyear)Lightyear, het high-tech bedrijf dat ‘s werelds eerste lange-afstands zonneauto ontwikkelt, heeft tot op heden in 2021 110… Lees verder →

  • Schroefveerkoppelingen verhogen de levensduur van straatfrezen

    Schroefveerkoppeling van Torsion Control Products voor inzet bij asfaltfrezen (Foto: TCP)Door hun speciale torsieflexibiliteit zijn veerkoppelingen van Torsion Control Products (TCP) geschikt voor de toepassing in mobiele machines in de wegenbouw waarbij moderne dieselmotoren worden toegepast. Voor een fabrikant van straatfrezen ontwikkelde TCP een oplossing… Lees verder →

  • SPS 2021 Neurenberg gaat on-site en digitaal

    Van 23-25 november 2021 worden in Neurenberg ongeveer 750 exposanten verwacht op SPS 2021. Zelfs in tijden van COVID-19 staat SPS (Smart Production Solutions) op de kalender van de automatiseringsindustrie. Na een succesvol pilot event in München zijn sinds 1 augustus 2021 weer beurzen toegestaan… Lees verder →

  • Bosch Rexroth opent klanten- en innovatiecentrum in Ulm

    Bosch Rexroth demonstreert het potentieel van modulaire en sterk gedigitaliseerde productie op een oppervlakte van ongeveer 500 vierkante meter (Foto: Bosch Rexroth).Bosch Rexroth opent zijn klanten- en innovatiecentrum in het Science Park in Ulm. De in 2019 aangekondigde nieuwbouw is voltooid. Met het nieuwe centrum… Lees verder →

  • Schneider Electric introduceert online selfserviceportaal voor machinebouwers

    Schneider Electric introduceert mySchneider voor machinebouwers. (Foto: Schneider Electric)Schneider Electric introduceert mySchneider voor machinebouwers: een online portaal voor zakelijke partners die actief zijn in de machinebouw en industriële automatisering. Met dit nieuwe platform biedt het bedrijf partners een vereenvoudigde en gepersonaliseerde digitale ervaring afgestemd op… Lees verder →

  • Hoog presterende miniatuur NSK kogelomloopspindels

    De nieuwe kogelomloopspindels zijn onder meer geschikt in apparatuur voor de halfgeleiderindustrie, waar uitzonderlijk hoge eisen worden gesteld aan doorloopsnelheid en nauwkeurigheid bij de chipmontage. (Foto: NSK)NSK Linear Motion Control heeft een nieuwe serie hogesnelheid miniatuur kogelomloopspindels geïntroduceerd. De serie biedt een aantal voordelen voor… Lees verder →

  • Vitesco investeert in productie 800V elektromotoren

    De toevoeging van 800 V-motortechnologie voor het EMR4-platform maakt het portfolio verder compleet. (Foto: Vitesco)Vitesco Technology, leverancier van moderne aandrijftechnologieën en elektrificatieoplossingen zet een nieuwe stap met betrekking tot zijn 800V-technologieroadmap. Na de introductie van een 800V-omvormer een half jaar geleden, bereidt het technologiebedrijf nu… Lees verder →

  • Dana introduceert elektrische e-Powershift transmissie

    Dana versnelt elektrificatie van ondergrondse mijnbouwvoertuigen met een elektrische e-Powershift transmissie. (Foto: Dana)Dana introduceert de nieuwe Spicer Electrified e-Powershift-transmissie, een modulaire en flexibele oplossing met twee snelheden. Het zorgt voor power take-off voor geëlektrificeerde mijnbouwvoertuigen. De e-Powershift-transmissie vereenvoudigt de elektrificatie van de mijnbouwindustrie. De transmissie… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven