Bước đột phá đầu tiên trên thế giới trong tái chế tấm pin mặt trời bền vững
Viện Công nghệ Shibaura (SIT) và Công ty TNHH K・F・C đã đạt được thành tựu đầu tiên trên toàn cầu: tinh chế, thu hồi và tái chế kim loại hiếm selenium ($\text{Se}$) từ các mô-đun quang điện (PV) đã qua sử dụng bằng quy trình sinh học. Công nghệ đột phá này giải quyết thách thức môi trường ngày càng lớn do việc thải bỏ hàng loạt tấm pin mặt trời sắp tới. Thị trường tái chế tấm pin mặt trời toàn cầu được dự báo sẽ đạt từ 477 triệu đô la đến 1,7 tỷ đô la vào năm 2030, được thúc đẩy bởi nhu cầu quản lý rác thải PV cuối vòng đời.
Sức mạnh của vi sinh vật: Stutzerimonas stutzeri NT-I
Cốt lõi của đổi mới này nằm ở việc sử dụng vi sinh vật khử selenate, Stutzerimonas stutzeriNT-I. Quy trình này đặc biệt nhắm tới các tấm pin mặt trời màng mỏng CIGS (Đồng-Indi-Gali-Selenium), vốn chứa một lượng selenium đáng kể. Ban đầu, vật liệu CIGS được hòa tan từ các tấm pin đã hết vòng đời sử dụng. Sau bước trung hòa, dung dịch được cho phản ứng với các vi khuẩn S. stutzeri NT-I. Những vi sinh vật này khử hiệu quả các hợp chất selenate và selenite độc hại, cho phép kết tủa và thu hồi selenium nguyên tố một cách hiệu quả. Phân khúc màng mỏng của thị trường tái chế, bao gồm CIGS, được dự báo sẽ có tốc độ tăng trưởng đặc biệt cao, với một số dự báo cho thấy CAGR 18,2% đến năm 2030.
Đáp ứng nhu cầu môi trường và thị trường
Selenium là một kim loại hiếm quan trọng được sử dụng trong vật liệu bán dẫn và ngành PV CIGS. Mặc dù cần thiết, các hợp chất của nó như selenate và selenite lại độc hại, đòi hỏi các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt. Khi thị trường tấm pin mặt trời được dự báo sẽ chứng kiến sự gia tăng mạnh về khối lượng thải bỏ sau năm 2030, công nghệ này mang đến một giải pháp thiết yếu, thân thiện với môi trường. Phương pháp công nghệ sinh học kim loại này không chỉ bảo đảm nguồn cung một kim loại hiếm có giá trị mà còn đặc biệt ngăn ngừa ô nhiễm môi trường do các chất nguy hại trong những tấm pin mặt trời đã ngừng hoạt động gây ra, qua đó góp phần trực tiếp vào việc hiện thực hóa một nền kinh tế tuần hoàn vững mạnh.
