L'ULiège prend part au projet RESiLEX sur la gestion de la chaîne de valeur du silicium en Europe

L'Université de Liège (ULiège) - au travers de ses laboratoires GREENMat et GeMMe - annonce sa participation au projet RESiLEX (Resilient Enhancement for the Silicon Industry Leveraging the European Matrix) lancé en juin 2022. Un projet financé par la programme Horizon Europe de l'Union européenne qui vise à améliorer la résilience et la durabilité de l'ensemble de la chaîne de valeur du Silicium en Europe.

L

e consortium bénéficie d’une subvention de la Commission Européen (CE) de 12,5 millions d’euros pour améliorer la résilience et la durabilité de l'ensemble de la chaîne de valeur du Silicium en Europe. Le projet RESiLEX est développé sous la coordination du Iberian Sustainable Mining Cluster (ISMC) par un consortium de 21 partenaires provenant de 8 pays européens (incluant la Suisse et la Grande-Bretagne) qui comprend des centres de recherche, des PME ainsi que des universités et associations*. Les activités du projet RESiLEX seront menées sur une période de 4 ans prenant fin en juin 2026.

ULiège participe au projet RESiLEX par le biais de deux entités de recherche : GeMMe (Georesources, Minerals Engineering and Extractive Metallurgy) and GREEnMat (Group of Research in Energy and Environment from Materials) :

• Le GeMMe (Faculté des Sciences appliquées / Unité de recherche UEE) contribue au développement de procédés innovants pour une gestion efficace des ressources minérales et métalliques par le biais d’une expérience en upscaling inégalée dans la caractérisation et le traitement des minerais urbains (avec une emphase sur les techniques de tri innovantes et l'hydrométallurgie), issue d'une longue tradition de recherche dans l'extraction et le traitement des minerais primaires. Dans le projet RESiLEX, GeMMe sera principalement impliqué dans le processus de recyclage du Si et de l'Ag des panneaux solaires.
• Le laboratoire GREEnMat (Faculté des Sciences / Unité de recherches CESAM) est spécialisé dans la synthèse de poudres jusqu’à l'échelle pilote, le recyclage de matériaux et dispositifs (exemple : panneaux solaires – projet SOLARCYCLE) pour produire des poudres nano/micro sur mesure (oxydes, alliages, métaux, hybrides, ... ). GREEnMat possède également une grande expertise dans les matériaux d'électrodes ou d'électrolytes, le développement de formulations (suspensions et/ou pâtes) pour la préparation et le développement de batteries sous forme de piles boutons ou de cellules « Pouch». Dans le projet RESiLEX, GREEnMat visera à utiliser du Silicium de haute qualité issu du recyclage de modules PV pour la fabrication de poudres composites Silicium-carbone (Si/C) comme matériaux d’anode dans des batteries Li-ion (cellule « Pouch » monocouche).

RESiLEX vise à développer des solutions technologiques pour la réutilisation du Silicium, le recyclage des modules PV et la conception de nouveaux produits. En particulier, il identifiera des voies pour réduire l'impact environnemental de l'ensemble de la chaîne de valeur du Silicium. Le Silicium est l'une des rares matières premières essentielles utilisées dans la plupart des applications stratégiques des énergies renouvelables : l'amélioration de sa chaîne de valeur est d'une importance majeure pour la résilience de l'UE, car ce matériau est utilisé dans plusieurs secteurs clés, des batteries au PV et aux TIC, et il n'est pas facilement réutilisable sans perte sérieuse de performances finales ou augmentation des coûts.

L'activité principale de RESiLEX est de renforcer chaque maillon de la chaîne de valeur du Silicium, à travers l'amélioration technologique de tous ses procédés, depuis l'extraction et la transformation de la matière première jusqu'à l'optimisation et le recyclage des modules PV, et la réutilisation du Silicium dans des batteries Li-ion.

Les travaux scientifiques et techniques de RESiLEX couvrent toute la chaîne de valeur du Silicium. Les activités du projet démontreront 8 solutions innovantes axées sur l'industrie, visant des chaînes de valeur de matières premières critiques durables et résilientes en Europe. Chaque activité a un pilote de démonstration dédié, atteignant TRL 6-7.
Ces activités comprennent:

• Récupération des matières premières critiques (MPC) et de valeur dans l'industrie minière
  Cette activité se concentre sur l'industrie de l'extraction minière, dans le but de développer et de valider des solutions innovantes axées sur la récupération de matières premières critiques à partir de déchets générés dans ce domaine, comme le cobalt ou l'antimoine.
• Production de Silicium durable
  Axée sur les premières étapes de la chaîne de valeur du Silicium, l'activité a pour principal objectif la démonstration et le développement d'un procédé durable décarboné de production de Silicium et d'alliages de Silicium adaptés aux applications solaires.
• Cellules et modules solaires durables et éco-conçus
  Améliorer l'éco-conception et la durabilité des cellules et modules solaires à base de Silicium, en développant et démontrant plusieurs aspects, tels que les cellules solaires sans MPC et les plaquettes de Silicium à partir de déchets de Silicium revalorisés.
• Recyclage du Silicium des modules PV
  Développement de méthodes innovantes de recyclage des panneaux PV en fin de vie, en extrayant et réutilisant le Silicium et les autres matériaux utilisés pour leur construction. Ici, l'objectif principal est de réduire la demande de matières premières de l'UE et donc de réduire sa dépendance à l'égard des MPC importés.
• Développement d'un composite Si à haut rendement pour les batteries Li-ion
  Le Silicium récupéré obtenu lors de l'activité précédente sera utilisé pour remplacer l'anode de graphite dans les batteries Li-ion par des anodes composites Silicium-carbone à haute densité d'énergie.

* ISMC, Fundacion Icamcyl, Cetaqua, Brunel University London,Tharsis, Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet Ntnu, Nanopow AS, CSEM, CNRS, Institut Polytechnique de Grenoble, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, COMET Traitements, RECMA, Envie2E Occitanie, Cleancarb Sarl, Université de Liège, Universiteit Gent, ETA Florence Renewable Energies, Epia Solarpower Europe, Association Tenerrdis, Efund Group.

Contacts ULiège

Frédéric BOSCHINI (GREEnMat)
Philippe GIARO (GeMMe)

Ce projet a reçu le financement du programme Horizon Europe dans le cadre de la convention de subvention n°101058583.