全球太陽能光伏系統(tǒng)的部署規(guī)模持續(xù)擴大，隨之而來的是未來幾十年內(nèi)大量退役光伏組件的處理挑戰(zhàn)。在晶硅組件中，交聯(lián)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）封裝膠膜因其優(yōu)異的粘結性和耐化學降解性，成為回收過程中的主要難點。它緊密粘合玻璃、電池片和背板，傳統(tǒng)熱解工藝雖能有效去除EVA，但通常需超過450°C的高溫；溶劑法涉及危險化學品，超臨界流體法則操作復雜且壓力高。針對這些痛點，中國西安交通大學的研究團隊探索了一種基于過氧化氫的低溫氧化液化新工藝，旨在提供一種低能耗的替代方案。

該研究利用水相過氧化氫在210°C至310°C的溫度范圍內(nèi)，通過氧化反應將EVA封裝材料轉(zhuǎn)化為較小的液態(tài)化合物。與傳統(tǒng)依賴高溫熱裂解不同，該方法主要靶向EVA，同時也降解了部分聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）基背板組件，而含氟聚合物層則保持相對穩(wěn)定。研究團隊使用了來自西安某太陽能安裝設施的退役250瓦單晶硅組件作為原料，這些組件顯示出典型的裂紋和分層現(xiàn)象。在實驗室規(guī)模的510毫升批次反應器中，研究人員系統(tǒng)考察了溫度、過氧化氫濃度以及固液比對聚合物降解性能的影響。

工藝優(yōu)化與能效突破

熱重分析顯示，EVA的降解主要分為兩個階段：第一階段（約305°C至385°C）對應醋酸乙烯基團釋放乙酸；第二階段（385°C至500°C）涉及剩余結構的分解。為避免完全燃燒并回收液態(tài)化學品，氧化液化過程被有意控制在第二階段之前。材料分析證實，處理后聚合物結構發(fā)生顯著化學變化，乙?；鶖嗔巡⑿纬伤岷痛嫉妊趸a(chǎn)物。

在優(yōu)化的工藝條件下——即245°C溫度、32%的過氧化氫濃度以及13%的固液比——該工藝實現(xiàn)了88.4%的總聚合物降解率，每克光伏廢料可產(chǎn)出52.8毫克含氧碳化合物。主要回收產(chǎn)物為乙酸，同時檢測到甲酸、甲醇和乙醇酸等副產(chǎn)物。值得注意的是，適度溫度有助于Zui大化液態(tài)產(chǎn)品回收，而高溫則促進其進一步分解為二氧化碳和水。

能耗對比與產(chǎn)業(yè)化前景

在能效方面，該氧化液化工藝展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。與傳統(tǒng)熱解技術相比，其能耗降低了46%；與超臨界分層方法相比，降幅更是達到約65%。這主要得益于較低的操作溫度以及過氧化氫分解產(chǎn)生的部分熱量貢獻。歸一化能耗僅為1.95千瓦時/千克光伏廢料。

盡管成果顯著，研究團隊也指出，由于含氟背板材料（如PVDF和Tedlar）中的碳-氟鍵強度高，保持相對穩(wěn)定，且硅膠粘合層僅部分降解，因此該工藝仍需額外的下游處理步驟以實現(xiàn)材料的完全回收。目前，該研究仍處于實驗室階段，未來需通過中試規(guī)模驗證，并優(yōu)化熱回收和連續(xù)反應器系統(tǒng)，才能邁向商業(yè)化應用。相關研究成果已發(fā)表在題為《氧化液化作為退役光伏面板回收的可持續(xù)途徑：工藝優(yōu)化、生態(tài)指標與放大評估》的論文中。

對于中國光伏產(chǎn)業(yè)而言，隨著首批大規(guī)模裝機進入退役期，建立高效、綠色的回收體系已成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵一環(huán)。西安交通大學這項低溫化學回收技術，不僅為EVA這一“頑固”封裝材料提供了低能耗解決方案，更通過高價值化學品（如乙酸）的回收提升了經(jīng)濟可行性。國內(nèi)企業(yè)可重點關注此類濕法冶金或化學解聚技術的工程化放大潛力，結合本土完善的化工產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，加速從實驗室走向工業(yè)化應用，從而在全球光伏循環(huán)經(jīng)濟競爭中占據(jù)先機。