Ein weltweit erster Durchbruch im nachhaltigen Recycling von Solarmodulen
Das Shibaura Institute of Technology (SIT) und die K・F・C Co., Ltd. haben weltweit erstmals erfolgreich die Reinigung, Rückgewinnung und das Recycling des seltenen Metalls Selen ($\text{Se}$) aus ausgedienten Photovoltaik-(PV)-Modulen mithilfe eines biologischen Verfahrens erreicht. Diese bahnbrechende Technologie begegnet der wachsenden ökologischen Herausforderung durch die bevorstehende massenhafte Entsorgung von Solarmodulen. Der globale Markt für das Recycling von Solarmodulen dürfte bis 2030 ein Volumen zwischen 477 Millionen $ und 1,7 Milliarden $ erreichen, angetrieben durch die Notwendigkeit, PV-Abfälle am Ende ihrer Lebensdauer zu bewältigen.
Die Kraft des Mikroorganismus: Stutzerimonas stutzeri NT-I
Der Kern dieser Innovation liegt im Einsatz des selenatreduzierenden MikroorganismusStutzerimonas stutzeriNT-I. Das Verfahren zielt speziell auf CIGS-Dünnschicht-Solarmodule (Kupfer-Indium-Gallium-Selen) ab, die einen beträchtlichen Anteil an Selen enthalten. Zunächst wird das CIGS-Material aus den Modulen am Ende ihrer Lebensdauer herausgelöst. Nach einem Neutralisierungsschritt wird die Lösung mit den Mikroben von S. stutzeri NT-I in Reaktion gebracht. Diese Organismen reduzieren die giftigen Verbindungen Selenat und Selenit effizient und ermöglichen so die wirksame Fällung und Rückgewinnung von elementarem Selen. Für das Dünnschichtsegment des Recyclingmarktes, zu dem auch CIGS gehört, wird ein besonders hohes Wachstum erwartet; einige Prognosen gehen von einer CAGR von 18,2 % bis 2030 aus.
Ökologische und marktbezogene Anforderungen adressieren
Selen ist ein kritisches seltenes Metall, das in Halbleitermaterialien und in der CIGS-PV-Industrie verwendet wird. Obwohl es unverzichtbar ist, sind seine Verbindungen wie Selenat und Selenit giftig und erfordern strenge Umweltstandards. Da der Solarmodulmarkt nach 2030 mit stark steigenden Entsorgungsmengen rechnen muss, bietet diese Technologie eine wichtige, umweltfreundliche Lösung. Dieser Ansatz der Metallbiotechnologie sichert nicht nur die Versorgung mit einem wertvollen seltenen Metall, sondern verhindert auch entscheidend die Umweltverschmutzung durch gefährliche Stoffe in ausgedienten Solarmodulen und trägt damit unmittelbar zur Verwirklichung einer robusten Kreislaufwirtschaft bei.
