Ανάκτηση ινδίου και γαλλίου από απόβλητα φωτοβολταϊκών κυττάρων δεύτερης γενιάς με υδρομεταλλουργική διεργασία

Μάχου, Αναστασία; Machou, Anastasia

dc.contributor.author	Μάχου, Αναστασία	el
dc.contributor.author	Machou, Anastasia	en
dc.date.accessioned	2023-01-20T09:37:35Z
dc.date.available	2023-01-20T09:37:35Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56796
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24494
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υδρομεταλλουργία	el
dc.subject	Ίνδιο	el
dc.subject	Γάλλιο	el
dc.subject	Ανάκτηση	el
dc.subject	Hydrometallurgy	en
dc.subject	Indium	en
dc.subject	Gallium	en
dc.subject	Recovery	en
dc.subject	CIGS	en
dc.subject	CIGS	en
dc.title	Ανάκτηση ινδίου και γαλλίου από απόβλητα φωτοβολταϊκών κυττάρων δεύτερης γενιάς με υδρομεταλλουργική διεργασία	el
dc.title	Recovery of indium and gallium from waste of 2nd generation photovoltaic cells by hydrometallurgical process	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδρομεταλλουργία	el
heal.classification	Ανάκτηση	el
heal.classification	Hydrometallurgy	en
heal.classification	Recovery	en
heal.classification	Φωτοβολταϊκά απόβλητα	el
heal.classification	Photovoltaic waste	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-24
heal.abstract	Η ανάγκη για ανακύκλωση των φωτοβολταϊκών αποβλήτων και η ανάκτηση σημαντικών μετάλλων από τις φωτοβλοταϊκές κυψέλες, αυξάνεται ολοένα και περισσότερο καθώς τα απόβλητα αυτά υπολογίζεται ότι θα φτάνουν τους 9,57 εκατ. τόνους έως το 2050. Δυο σημαντικά μέταλλα που περιέχονται στις φωτοβολταϊκές κυψέλες 2ης γενιάς είναι το ίνδιο (In) και το γάλλιο (Ga). Τα δυο αυτά μέταλλα σχηματίζουν σημαντικές ημιαγώγιμες ενώσεις και έχουν ευρεία χρήση στην ηλεκτρονική. Έχουν υψηλή τιμή και βρίσκονται σε μικρές συγκεντρώσεις στο φλοιό της γης και συνεπώς η διαθεσιμότητά τους ενδέχεται να αποτελέσει σημαντικό πρόβλημα στο μέλλον. Η ανάκτηση των μετάλλων από τα φωτοβολταϊκά κύτταρα αποτελεί πεδίο ενδιαφέροντος για τους ερευνητές ώστε να βρεθούν κατάλληλες διεργασίες ανάκτησής τους σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας. Η παρούσα διπλωματική εργασία, εστιάζει στην ανάκτηση του In και Ga, από φωτοβολταϊκά 2ης γενιάς με υδρομεταλλουργική διεργασία. Έγινε προσπάθεια να προσδιοριστούν πειραματικά οι συνθήκες μέγιστης ανάκτησης των μετάλλων σε δείγματα φωτοβολταϊκών αποβλήτων. Πιο συγκεκριμένα, αφού γίνει ο διαχωρισμός των φωτοβολταϊκών πάνελ, πραγματοποιείται θερμική επεξεργασία για την διάσπαση της μεμβράνης συμπολυμερούς αιθυλενίου-οξικού βινυλίου (Ethhyl-Vinyl Acetate, EVA) και του φθοριούχου πολυβινυλίου (polyvinyl fluoride, PVF) που υπάρχει στην πίσω πλευρά του πάνελ. Τα θραύσματα που προκύπτουν, εκχυλίζονται με HNO3 3Ν. Το παραγόμενο εκχύλισμα περιέχει τα επιθυμητά In και Ga και άλλα μέταλλα (π.χ. Zn, Cu), επομένως, για την εξαγωγή και παραλαβή του In και Ga, χρησιμοποιείται η μέθοδος εξαγωγής με οργανικό διαλύτη με στόχο τον εκλεκτικό διαχωρισμό τους σε δυο στάδια τόσο μεταξύ τους αλλά και από τα υπόλοιπα μέταλλα. Ο οργανικός διαλύτης που επιλέχθηκε στην πειραματική διαδικασία με βάση τη βιβλιογραφία, είναι το D2EHPA (Di-2-ethylhexyl phosphoric acid). Και τα δύο μέταλλα παρελήφθησαν από την οργανική φάση με διαλύματα HCl σε κατάλληλο pH.Η διπλωματική εργασία αποτελείται από 4 κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό κομμάτι που είναι απαραίτητο για την καλύτερη κατανόηση των πειραματικών διαδικασιών, με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται αναλυτικά η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε ενώ στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και ο αντίστοιχος σχολιασμός τους. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα κύρια συμπεράσματα που έχουν προκύψει από τις πειραματικές δοκιμές.	el
heal.abstract	The recycling of photovoltaic waste and the recovery of targeted metals from photovoltaic cells is a priority as the waste is expected to reach 9,57 million tonnes by 2050. Indium (In) and Gallium (Ga) contained to CIGS belonging in 2nd generation cells, are of importance since these two metals form important semiconducting compounds, and they have a wide range of different applications in electronics. Their price is high, and they are found in small concentrations in the earth crust and therefore their availability might cause an issue in the future. The recovery of metals from photovoltaic wastes is of great interest for researchers with the purpose of developing processes in line with the principles of circular economy. The present diploma thesis focuses on the recovery of In and Ga, from 2nd generation photovoltaic cells by developing a hydrometallurgical process. An experimental protocol was applied to define conditions for maximum efficiency of separation and recovery using samples of photovoltaic waste. More specifically, after the separation of photovoltaic panels, thermal treatment is applied to disintegrate the encapsulating membrane EVA (ethylene-vinyl acetate) and the backsheet (PVF polyvinyl fuoride polymer). The resulting fragments are leached with HNO3 3Ν. The generated leachate contains the desired In and Ga and non-desired metals such as Zn and Cu. Therefore, for the separation and recovery of In and Ga, “Solvent Extraction’ is used in two stages. Di-2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) was selected as an efficient organic solvent suggested in literature. Stripping by HCl was carried out in appropriate concentration and pH for both In and Ga. Τhe thesis includes 4 chapters. The first presents the theoretical base and literature review on which the experimental procedure was based. In the second chapter, the methodology followed is described. The third chapter presents the experimental results and their discussion. Based on the obtained results, the fourth chapter summarizes the main conclusions drawn from the experimental study.	en
heal.advisorName	Ρεμουντάκη, Εμμανουέλλα	el
heal.advisorName	Remoundaki, Emmanouella	en
heal.committeeMemberName	Ρεμουντάκη, Εμμανουέλλα	el
heal.committeeMemberName	Τσακιρίδης, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Κούση, Παυλίνα	el
heal.committeeMemberName	Remoundaki, Emmanouella	en
heal.committeeMemberName	Tsakiridis, Petros	en
heal.committeeMemberName	Kousi, Pavlina	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	90 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false