Pin Lithium-ion đang xuất hiện khắp mọi nơi trong cuộc sống của con người. Nó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho điện thoại di động, máy tính, thiết bị điện tử, xe điện,...Khi nhu cầu tăng cao sẽ khiến nguồn cung khan hiếm. Vì vậy, thị trường rất cần những phương pháp tái chế bền vững để tối ưu hóa.
Theo Wonderful Engineering, các nhà khoa học đến từ Thụy Điển đã tạo ra một phương pháp mới để tái chế pin xe điện - với tiềm năng thu hồi tới 98% lithium và 100% nhôm từ rác thải pin. Nó vừa có thể tiết kiệm nhiên liệu vừa giúp bảo vệ môi trường. Trong cuộc đua xe điện đang ngày càng nóng lên, phương pháp này dự kiến đem lại nhiều lợi ích cho hàng loạt nhà sản xuất đến từ nhiều quốc gia như Mỹ, Trung Quốc,..nếu được phát triển rộng rãi.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu của Đại học Công nghệ Chalmers, đứng đầu là bà Martina Petranikova đã phát triển một phương pháp thủy luyện kim mới với tiềm năng vượt trội hơn so với các kỹ thuật truyền thống.
Thủy luyện kim là phương pháp thường được sử dụng để thu kim loại từ nhiều nguồn khác nhau, thường được điều chỉnh để tái chế nhôm và lithium một cách hiệu quả. Điểm tiên tiến trong phương pháp mới này là họ đã kiểm soát cẩn thận nhiệt độ, nồng độ và thời gian trong khi sử dụng axit oxalic.
Léa Rouquette, nghiên cứu sinh tại Chalmers đã nhấn mạnh rằng việc tách tỷ lệ lithium cao như vậy mà không làm mất đi nhôm là một thách thức trong quá trình tái chế pin xe điện. Tuy nhiên, phương pháp mới sẽ khắc phục được trở ngại này.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã đảo ngược trật tự truyền thống của thủy luyện kim, lọc hỗn hợp để tách lithium và nhôm trước tiên, trong khi các kim loại khác vẫn còn ở dạng rắn. Việc tách lithium và nhôm khỏi hỗn hợp rất đơn giản do tính chất riêng biệt của chúng. Phương pháp này cũng giúp việc thất thoát các nguyên liệu thô có giá trị như niken, coban và mangan được giảm thiểu. Lithium sau khi thu hồi có thể được sử dụng để chế tạo pin mới. Các chuyên gia cũng nhấn mạnh rằng quá trình này không yêu cầu sử dụng các hóa chất đắt tiền hoặc độc hại.
Phương pháp tiên phong của các nhà khoa học đến từ Thụy Điển không chỉ hứa hẹn cho việc tái chế pin trong tương lai mà còn góp phần đảm bảo tính bền vững và bảo tồn tài nguyên. Kỹ thuật thủy luyện được công nhận về tính chất thân thiện với môi trường và năng lượng, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc sản xuất quặng và chất thải công nghiệp. Hơn nữa, các quy trình này cũng hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn bằng cách thu hồi kim loại có giá trị từ quặng cấp thấp.
Martina Petranikova, Phó Giáo sư tại Chalmers, nhấn mạnh nhu cầu của thị trường về các chất thay thế cho các hóa chất vô cơ truyền thống đang ngày càng tăng cao. Bằng cách thu hồi lithium và nhôm ở giai đoạn đầu của quy trình, phương pháp này giúp hạn chế lãng phí các kim loại quý - vốn cần thiết cho sản xuất pin.
Nếu được mở rộng, phương pháp sẽ mang lại hy vọng rằng các quy trình tái chế hiệu quả có thể được tích hợp vào ngành công nghiệp pin, thúc đẩy các hoạt động bền vững và giảm áp lực cho tài nguyên thiên nhiên.
Nhóm của Petranikova đã dành nhiều năm thực hiện nghiên cứu tiên tiến về tái chế kim loại có trong pin lithium-ion. Nó có tham gia vào nhiều hoạt động hợp tác với các công ty để phát triển hoạt động tái chế pin ô tô điện, ví dụ với một số thương hiệu như Volvo và Northvolt.
Tham khảo Wonderful Engineering