Phương pháp tái chế pin xe điện mới được phát triển

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Toronto gần đây đã phát triển một kỹ thuật tái chế pin ô tô điện mới, bền vững hơn và thân thiện với môi trường.

• Học thạc sĩ giáo dục online 2024 cần điều kiện gì?
• Top 5 trung tâm đào tạo trực tuyến công nghệ thông tin uy tín
• Hệ thống đào tạo trực tuyến LMS là gì? Cách học online mới cho các bạn đi làm
• Hệ thống đào tạo trực tuyến elearning nào ở Việt Nam được tin cậy
• Review trung tâm đào tạo trực tuyến đại học mở

Với doanh số bán ô tô điện tăng mạnh trên toàn thế giới, nhu cầu về kim loại cần thiết cho công nghệ pin cũng tăng lên đáng kể. Giáo sư Gisele Azimi, thuộc Phòng thí nghiệm Vật liệu Chiến lược của Đại học Kỹ thuật Toronto, đã phát triển một kỹ thuật mới có thể giúp đảm bảo nguồn cung cấp kim loại quan trọng bằng cách thay đổi phương pháp tái chế pin ô tô điện hiện tại. Quy trình mới này, do Azimi và nhóm của cô đề xuất, là một phương pháp bền vững nhằm khai thác các khoáng chất quan trọng, chẳng hạn như lithium, coban, niken và mangan. Nhóm sẽ tái chế các kim loại này từ pin lithium-ion đã hết tuổi thọ sử dụng.

Kỹ thuật mới khác với các phương pháp tái chế pin thông thường như thế nào?

Nghiên cứu sinh tiến sĩ Jiakai (Kevin) Zhang, tác giả chính của một bài báo mới được xuất bản gần đây trên tạp chí Tài nguyên, Bảo tồn và Tái chế, giải thích rằng các quy trình thông thường để tái chế pin ô tô điện cực kỳ tốn năng lượng. Một trong những quy trình dựa trên thuật luyện kim, sử dụng nhiệt độ cao và tạo ra khí thải nhà kính. Quá trình khác dựa trên quá trình thủy luyện sử dụng axit và chất khử để chiết xuất, tạo ra nước thải cần được xử lý.

Thay vào đó, kỹ thuật tái chế pin ô tô điện mới sử dụng chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn để thu hồi kim loại. Kỹ thuật này tách các thành phần ra khỏi nhau bằng cách sử dụng dung môi chiết ở nhiệt độ và áp suất trên điểm tới hạn của nó. Đây là điểm mà dung môi sử dụng các tính chất của cả chất lỏng và chất khí.

Zhang sau đó sử dụng carbon dioxide làm dung môi để thu hồi các kim loại, những kim loại này được đưa đến pha siêu tới hạn bằng cách tăng nhiệt độ lên trên 31°C và áp suất lên tới 7 megapascal.

Ưu điểm của kỹ thuật tái chế pin ô tô điện mới

Giảm thải

Quy trình mới phù hợp với hiệu suất chiết xuất của lithium, niken, coban và mangan tới 90% so với các quy trình thông thường. Azimi và nhóm của cô cũng chỉ ra rằng kỹ thuật tái chế pin ô tô điện của họ sử dụng ít hóa chất hơn và tạo ra ít chất thải thứ cấp hơn đáng kể. Trong phương pháp mới, nguồn năng lượng chính được giải phóng đến từ quá trình nén carbon dioxide.

Azimi cho biết: “Ưu điểm của phương pháp của chúng tôi là sử dụng carbon dioxide từ không khí làm dung môi thay vì axit hoặc bazơ có tính độc hại cao. Carbon dioxide dồi dào, rẻ và trơ, đồng thời cũng dễ dàng xử lý, thông hơi và tái chế.”

Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn không phải là một quy trình mới, từ những năm 1970 nó đã được sử dụng để chiết xuất caffein từ hạt cà phê. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng nghiên cứu trước đây về quy trình này để thu hồi các nguyên tố đất hiếm từ pin niken-sắt-hydride.

Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên quy trình này được sử dụng để thu hồi kim loại từ pin lithium-ion.

“Chúng tôi thực sự tin tưởng vào sự thành công và lợi ích của quá trình này,” Azimi nói.

Các bước tiếp theo

Azimi cho biết: “Sắp đạt đến điểm mà nhiều loại pin lithium-ion sắp hết tuổi thọ. Chúng tôi hiện đang tiến tới thương mại hóa phương pháp này để tiếp tục phát triển công nghệ. Bước tiếp theo sẽ là hoàn thiện quan hệ đối tác để xây dựng các cơ sở tái chế quy mô công nghiệp cho các nguồn tài nguyên thứ cấp. Nếu được thông qua, đây sẽ là một yếu tố thay đổi cuộc chơi lớn.”

Bằng cách tái chế pin ô tô điện, những vật liệu quan trọng này có thể được cung cấp với chi phí thấp hơn và nhu cầu khai thác quặng thô, làm giảm các lo ngại về môi trường và vấn đề đạo đức.

Tuổi thọ hiện tại của ắc quy ô tô điện là từ 10 đến 20 năm, nhưng hầu hết các nhà sản xuất ô tô chỉ bảo hành 8 năm hoặc 160.000 km. Khi pin ô tô điện hết tuổi thọ, kim loại có thể được phục hồi thông qua tái chế. Hiện tại, điều này không xảy ra, vì nhiều pin ô tô điện bị loại bỏ không đúng cách tại các bãi rác.

Zhang cho biết: “Nếu chúng ta tiếp tục khai thác lithium, coban và niken để làm pin và sau đó chỉ chôn lấp chúng khi hết tuổi thọ, sẽ có tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là nếu xảy ra hiện tượng rò rỉ chất điện phân ăn mòn và làm ô nhiễm hệ thống nước ngầm”.

Do đó, công nghệ tái chế pin ô tô điện mới của nhóm cung cấp một cách bền vững hơn để thu hồi kim loại, sau đó hỗ trợ cuộc cách mạng ô tô điện và quá trình chuyển đổi toàn cầu sang năng lượng sạch.

Quỳnh Anh (dịch từ Innovationnewsnetwork.com: https://www.innovationnewsnetwork.com/new-electric-car-battery-recycling-method-developed-meet-rising-demand/26017/)

Tin liên quan:

• 3 lý do nên học lập trình trước tuổi 18
• Những hoạt động giúp trẻ em học cách đặt mục tiêu
• Trẻ em thỏa sức sáng tạo với ngôn ngữ lập trình Scratch
• Trẻ em học FUNiX: Cơ hội và hướng dẫn để chinh phục IT
• Độ tuổi nên cho trẻ em học lập trình và cách để trẻ học CNTT hiệu quả