Vật liệu mới giúp tái chế pin lithium-ion rẻ hơn, ít độc hại hơn

Tái chế pin lithium-ion cho ô tô 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 nó có một nhược điểm đó là các kỹ thuật hiện tại như đốt cháy có kiểm soát có thể giải phóng các hóa chất độc hại. Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (Mỹ) cho biết đã tìm ra một giải pháp đó là một loại vật liệu mới cho phép tái chế các tế bào lithium-ion cũ chỉ bằng nước. Nó có thể sớm làm cho việc tái chế pin trở nên rẻ hơn và an toàn hơn. 

Các tế bào pin sử dụng chất kết dính giống như keo để giữ cực âm tích điện dương và cực dương tích điện âm cùng nhau. Vật liệu mới phát minh ra là một chất kết dính “giải phóng nhanh” được làm từ hai polymer phổ biến, chúng sẽ hòa tan khi được cho vào nước kiềm ở nhiệt độ phòng có chứa natri hydroxit. Các nhà nghiên cứu cho biết các kim loại của pin sau đó có thể được lọc ra khỏi dung dịch và sấy khô trong không khí. Không đốt cháy và không giải phóng chất độc.

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

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 tỷ USD để xây dựng các cơ sở tái chế quy mô lớn trên khắp Bắc Mỹ mà họ hy vọng một ngày nào đó sẽ định vị họ là nhà cung cấp chính kim loại hàng hóa điện. Điều đó có thể sẽ rất quan trọng khi hàng chục nhà máy pin mới được lên kế hoạch bởi các công ty bao gồm General Motors, Ford, Tesla, Toyota, Hyundai và Panasonic sẽ mở cửa trong vài năm tới.

Mặc dù pin lithium-ion rất tốt trong việc loại bỏ khí thải từ ống xả và khí thải carbon làm nóng khí hậu, nhưng chúng lại bị bẩn khi đốt. Ví dụ, nếu một bộ pin Tesla bắt lửa, nó sẽ giải phóng một loạt chất độc hại và chất poly-fluoroalkyl, hoặc hóa chất PFAS, có liên quan đến một loạt vấn đề sức khỏe con người.

Đáng chú ý là chất kết dính của phòng thí nghiệm Lawrence Berkeley không chứa hóa chất PFAS. Theo Lawrence Berkeley, chất kết dính này có giá chỉ bằng 1/10 giá của hai loại chất kết dính thương mại được sử dụng phổ biến nhất. Và ngoài pin cho xe điện, nhóm tạo ra vật liệu này tin rằng nó có thể được sử dụng cho pin ở mọi kích cỡ, từ pin trong điện thoại di động đến pin lớn mà các tiện ích sử dụng để lưu trữ điện.