De paneles solares en desuso a captura de CO₂: una innovación japonesa que convierte residuos en química útil
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Redacción HC
El crecimiento de la generación eléctrica mundial y la expansión de la energía solar fotovoltaica han traído consigo un nuevo desafío ambiental: la acumulación de paneles solares al final de su vida útil y las persistentes emisiones de CO₂ de plantas térmicas. Un equipo de investigadores en Japón ha encontrado una manera ingeniosa de abordar ambos problemas a la vez: usar el silicio residual de los paneles desechados para convertir el CO₂ presente en gases de escape en productos químicos de alto valor como el ácido fórmico y las formamidas.
Este estudio, publicado en ACS Sustainable Resource Management (Motokura et al., 2025), demuestra que es posible aprovechar simultáneamente residuos sólidos y emisiones gaseosas para generar insumos industriales, impulsando así la economía circular y la innovación climática.
El doble problema: CO₂ y residuos fotovoltaicos
En las próximas décadas, millones de paneles solares instalados en todo el mundo llegarán al final de su vida útil. Solo una fracción de su material —incluido el silicio, que representa alrededor del 3% del peso total— se recicla de manera eficiente. Al mismo tiempo, muchas redes eléctricas siguen dependiendo de centrales térmicas que emiten gases de escape con alto contenido de CO₂ (aproximadamente un 14% en promedio).
La investigación japonesa plantea un enfoque integrado: capturar CO₂ directamente de estos gases y reciclar el silicio de paneles viejos para transformarlo en productos de valor. Esto podría reducir la presión sobre los vertederos, disminuir las emisiones y generar ingresos a partir de compuestos químicos demandados por diversas industrias.
Cómo funciona el proceso
El equipo liderado por Ken Motokura (Universidad Nacional de Yokohama) empleó silicio recuperado de paneles fotovoltaicos en desuso, pulverizado y tratado químicamente para mejorar su reactividad. El polvo se hizo reaccionar con gases de escape reales de una planta térmica, en presencia de agua y del catalizador tetrabutylammonium fluoride (TBAF).
Uno de los hallazgos clave fue que las impurezas, especialmente el aluminio adherido a las obleas, inhibían la reacción. Para solucionarlo, aplicaron un pretratamiento con ácido clorhídrico (HCl) que eliminó estos contaminantes y aumentó significativamente el rendimiento.
El resultado: conversión directa de CO₂ en ácido fórmico y formamidas sin necesidad de separar previamente el gas, en un sistema experimental de laboratorio. El subproducto —sílice porosa— también podría aprovecharse en aplicaciones industriales.
Impacto y potencial industrial
Este avance no solo abre la puerta a nuevas aplicaciones para el reciclaje fotovoltaico, sino que propone un modelo de sinergia industrial: plantas de reciclaje de paneles trabajando en conjunto con plantas emisoras de CO₂ para convertir emisiones en recursos.
El ácido fórmico se utiliza en la industria química, en procesos de curtido de cuero y como conservante, mientras que las formamidas tienen aplicaciones en síntesis orgánica y como solventes especializados. Esto significa que el proceso podría generar ingresos y reducir costes asociados al tratamiento de residuos.
En el contexto de América Latina, países como Chile, Perú y Brasil —con alta radiación solar y, en varios casos, dependencia parcial de energías fósiles— podrían explorar proyectos piloto que integren estas tecnologías para cerrar ciclos productivos y reducir la huella de carbono.
Retos y próximos pasos
A pesar de su promesa, el proceso enfrenta desafíos importantes antes de su escalado industrial:
- Uso de TBAF: Aunque efectivo como catalizador, su coste y posibles impactos ambientales requieren evaluación.
- Escalabilidad: El estudio se realizó en condiciones de laboratorio, por lo que será necesario optimizar reactores y flujos para un uso comercial.
- Balance energético: Determinar cuánta energía se necesita para producir un kilogramo de producto y si el balance neto de emisiones es positivo.
- Gestión de subproductos: Definir aplicaciones o tratamientos para la sílice resultante.
Los investigadores sugieren realizar pruebas piloto integradas, análisis de ciclo de vida y evaluaciones económicas completas para validar la viabilidad real del sistema.
Una oportunidad para la economía circular y la acción climática
Esta investigación representa un paso importante hacia soluciones que no solo mitiguen el cambio climático, sino que también gestionen de manera inteligente los residuos tecnológicos. Al conectar dos cadenas de valor —reciclaje fotovoltaico y valorización de CO₂—, el estudio ofrece un modelo replicable que podría transformar problemas ambientales en oportunidades económicas.
La clave estará en cómo gobiernos, industria y centros de investigación colaboren para superar los desafíos técnicos y regulatorios, y en cómo se diseñen incentivos que hagan viable su implementación a gran escala.
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TecnologíaReferencia: Motokura, K., Sasaki, Y., Tanimura, Y., Shiroshita, T., Hasegawa, S., Arata, K., Takemura, R., Namba, K., & Manaka, Y. (2025). Conversion of CO₂ in exhaust gas to formic acid and formamides with wasted silicon recovered from end-of-life solar panels. ACS Sustainable Resource Management. Advance online publication. https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.5c00056
