Hightech-Recycling

Wie Silizium üblicherweise produziert wird, erläutert Wolfram Palitzsch: „Quarzsand ist der Ausgangsstoff. Er wird unter Zugabe von Kohlenstoff bei ca. 2.000 Grad geschmolzen. Dieses metallurgische Silizium ist aber für Anwendungen in der Photovoltaik oder Mikroelektronik noch viel zu verunreinigt. Es folgt ein komplexer Vorgang über flüssige Zwischenprodukte, bis schließlich reinstes Silizium entsteht.“

Aus dem flüssigen Material entstehen meterlange Säulen oder Blöcke, die Siliziumkristalle. Bereits bei diesen Produktionsschritten fallen große Mengen Abfall an, da Teile wie etwa die Spitzen, die Böden oder Seitenteile, nicht verwendet werden können. Sie sind allein durch den Kontakt mit der Schmelzform verunreinigt. Diesen Ausschuss arbeitet LuxChemtech wieder auf. Dafür wird er chemisch behandelt und mechanisch zerkleinert. Das Material ist am Ende der Prozesse so rein wie Neuware. Rund 80 Tonnen Silizium im Monat werden auf diese Weise recycelt und zurück in den Kreislauf geführt.

Den Technologien zugrunde liegt die über 30jährige Berufserfahrung der Gründer. Beide promovierten im Fach Siliziumchemie. Wolfram Palitzsch befasste sich als technischer Leiter eines Chemiebetriebs mit der Aufbereitung von Halbleitern aus gebrauchten Photovoltaikmodulen. Dort entwickelte er einige der von LuxChemtech nun angewendeten Verfahren. Ingo Röver bringt ebenfalls breite Erfahrungen aus seiner Tätigkeit in einem Solarunternehmen mit Sitz in Freiberg ein. Als dieses 2018 in die Insolvenz rutschte, entschlossen sich die Wissenschaftler zur Zusammenarbeit: Sie überzeugten einen Kreditgeber, kauften im Rahmen eines komplexen Asset Deals das von der Schließung bedrohte Werk und übernahmen 15 Mitarbeitende. Zusammen wollen sie nun neben eigenen innovativen Produkten auch das Recycling für Silizium und andere Stoffe wie Gallium oder Indium voranbringen.

Die Branche muss umdenken

Die Zeit dafür ist reif, der Markt verlangt nach neuen Lösungen. Denn für die Herstellung reinen Siliziums wird sehr viel Energie benötigt, das treibt die Kosten in die Höhe. Das meiste Silizium wird in China produziert, doch die asiatischen Lieferketten stocken. Auch die Preise für Silizium aus Norwegen steigen. Jedoch ist unser modernes Leben ohne das wertvolle Halbmetall längst nicht mehr möglich. Es bildet die Basis für Mikrochips und die stecken in nahezu allen technischen Geräten – in Smartphones, Computer, Autos und Energieanlagen.

Den größten Teil des Siliziums aber benötigt die Photovoltaikindustrie. Palitzsch legt ein ausgedientes Solarmodul auf den Tisch und erläutert seinen Aufbau. „Die blauen viereckigen Kacheln sind die Zellen aus Silizium. Die Bahnen aus Silber leiten den erzeugten Strom. Die Zellen sind in Kunststoff einlaminiert. Und ein solches Verbundmaterial ist eine Herausforderung für den Trennprozess.“ Nun stellt er mehrere kleine Fläschchen daneben. In ihnen sind alle Bestandteile des Solarmoduls abgefüllt, nach ihrer Art getrennt. Es ist ein weiteres Geschäftsfeld des Unternehmens: Das Recycling von Photovoltaikmodulen.

Solarstrom ist ein wichtiger Baustein für die Energiewende. Um unabhängig von ausländischen Energielieferungen zu werden, baut Deutschland Photovoltaiklösungen mit größerer Geschwindigkeit als bisher aus. Die Module sind in den letzten Jahren moderner geworden. Daher ist zu vermuten, dass zukünftig ältere Solaranlagen ausgetauscht werden, um mit leistungsfähigeren Zellen mehr grünen Strom auf derselben Fläche zu erzeugen. LuxChemtech möchte diese potentiellen Rohstoffquellen erschließen, aus denen sich das Second Hand-Silizium und andere wertvolle Materialien herstellen lässt. Gleichzeitig gehen die Gründer von einer stärkeren Nachfrage an recyceltem Material aus. Diese Kombination ist eine ideale Voraussetzung für Ihr Konzept.

Auf KfW Stories veröffentlicht am 25. Oktober 2022