“Keo” mới có thể làm quá trình tái chế pin lithium-ion rẻ và ít độc hại hơn

Tái chế pin lithium-ion cho xe điện và thiết bị điện tử tiêu dùng là ưu tiên cấp bách do nguồn cung cấp các kim loại đắt tiền như lithium, niken và coban trên toàn cầu đang khan hiếm, nhưng quá trình này có một nhược điểm: kỹ thuật hiện hữu như đốt cháy có kiểm soát vẫn giải phóng hóa chất độc hại.

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley cho biết tìm ra một giải pháp: loại vật liệu mới giúp tái chế pin lithium-ion cũ chỉ bằng nước. Nhờ đó, quá trình tái chế pin trở nên rẻ và an toàn hơn.

Pin sử dụng chất kết dính giống như keo để giữ cực âm tích điện dương và cực dương tích điện âm—các phần tử truyền điện—cùng nhau. Vật liệu của Lawrence Berkeley là một chất kết dính “giải phóng nhanh” được làm từ hai polyme phổ biến rộng rãi, chúng sẽ hòa tan khi được cho vào nước kiềm ở nhiệt độ phòng có chứa natri hydroxit. Các nhà nghiên cứu cho biết sau đó kim loại của pin có thể được lọc ra khỏi dung dịch đồng thời phơi khô ngoài trời. Không có đốt cháy nên không giải phóng chất độc.

Nghiên cứu đang được chuyển sang thử nghiệm thương mại với Onto Technologies, một công ty khởi nghiệp tái chế ở Bend, Oregon. Nếu mọi việc suôn sẻ, vật liệu kết dính mới có thể bắt đầu được sử dụng trong pin lithium-ion trong vòng “2 đến 5 năm tới,” Gao Liu, nhà khoa học cấp cao tại phòng thí nghiệm Berkeley, nói với Forbes.

Các công ty bao gồm Redwood Materials, do đồng sáng lập Tesla JB Straubel dẫn đầu và Li-Cycle có trụ sở tại Toronto, đang huy động hàng tỉ đô la Mỹ để xây dựng các cơ sở tái chế quy mô lớn trên khắp Bắc Mỹ với hi vọng một ngày nào đó sẽ trở thành nhà cung cấp chính kim loại cho những hàng điện tử cũng như pin xe điện để đáp ưng nhu cầu đang tăng cao. Điều đó có thể sẽ rất quan trọng vì nhiều công ty bao gồm General Motors, Ford, Tesla, Toyota, Hyundai và Panasonic dự định xây dựng và đưa vào hoạt động hàng chục nhà máy pin mới trong vài năm tới.

“Nếu bạn nhìn vào lượng sản xuất lithium-ion trong thập niên tới, thì thấy sản lượng đang tăng lên, khoảng 30% mỗi năm,” Liu cho biết. “Vì vậy, số lượng pin chúng ta cần tái chế trong mười năm sẽ trở thành một ngành kinh doanh tăng trưởng như vậy.”

Mặc dù pin lithium-ion rất tốt trong việc loại bỏ khí thải ra từ xe cũng như khí thải carbon làm trái đất nóng lên, nhưng chúng lại thải ra khí độc khi đốt. Ví dụ, nếu đốt cháy bộ pin Tesla, thì sẽ giải phóng một loạt chất độc hại cùng với poly-fluoroalkyl (PFAS), chất tác động mạnh mẽ đến sức khỏe con người.

Đáng chú ý, chất kết dính của phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley không chứa hóa chất PFAS.

“Phát minh ra chất kết dính không có hóa chất PFAS rất khó, nhưng cực kỳ quan trọng đối với tương lai,” CEO của OnTo, Steve Sloop cho biết trong thông cáo gửi qua email. “Khách hàng không muốn chúng vì gần đây gây ra các vấn đề sức khỏe, nên tôi nghĩ các cơ quan quản lý sẽ sớm khuyến cáo chúng ta không thể tiếp tục sử dụng những hóa chất này.”

Theo Lawrence Berkeley, chất kết dính này có giá chỉ bằng một phần mười giá của hai loại chất kết dính thương mại được sử dụng phổ biến nhất. Bên cạnh pin cho xe điện, nhóm tạo ra vật liệu này tin rằng có thể được sử dụng cho pin ở mọi kích cỡ, từ pin trong điện thoại di động đến pin lớn các công ty dịch vụ tiện ích sử dụng để tích trữ điện.

Biên dịch: Gia Nhi

Xem thêm: Tesla đầu tư 3,6 tỉ USD mở rộng sản xuất pin và xe tải điện
Honda dự định xây dựng nhà máy sản xuất pin xe điện ở Hoa Kỳ
Nikola mua Romeo với giá 144 triệu USD, tăng cường nguồn pin điện tử
Samsung xây nhà máy sản xuất pin xe điện tại Malaysia
VW và Audi hợp tác với công ty của đồng sáng lập Tesla tái chế pin EV