Mr. Macho
Writer
Hàng núi pin lithium-ion đã qua sử dụng được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay và ngày càng nhiều xe điện chất đống, nhưng các phương án tái chế chúng vẫn chủ yếu chỉ giới hạn ở việc đốt hoặc hòa tan về mặt hóa học mảnh pin. Ngay cả những phương pháp tiên tiến nhất hiện nay cũng có thể gây ra rủi ro về môi trường và khó đạt được lợi ích kinh tế ở quy mô công nghiệp.
Hãy nhớ rằng, các quy trình truyền thống tái chế rất ít vật liệu pin và dựa vào các hóa chất độc hại (chẳng hạn như axit vô cơ) có tính ăn mòn và có thể tạo ra tạp chất. Ngoài ra, nó đòi hỏi sự phân tách và kết tủa phức tạp để thu hồi các kim loại quan trọng. Tuy nhiên, việc tái chế các kim loại như coban và lithium có thể làm giảm ô nhiễm, giảm sự phụ thuộc vào nguồn tài nguyên ở nước ngoài, đồng thời giảm bớt những hạn chế trong chuỗi cung ứng và những khó khăn khác.
Trước vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này và đã đạt được những bước đột phá. Họ đã cải tiến phương pháp hòa tan pin trong dung dịch lỏng để giảm lượng hóa chất độc hại được sử dụng trong quá trình này.
Cụ thể, họ ngâm pin đã qua sử dụng trong dung dịch axit xitric hữu cơ, có tự nhiên trong trái cây họ cam quýt, hòa tan trong ethylene glycol, một chất chống đông thường được sử dụng trong sơn và các sản phẩm tiêu dùng như mỹ phẩm. Axit citric có nguồn gốc bền vững và an toàn hơn nhiều khi xử lý so với axit vô cơ.
Các nhà nghiên cứu cho biết giải pháp xanh tạo ra quá trình phân tách và thu hồi rất hiệu quả để tách và thu hồi kim loại từ điện cực dương (cực âm) của pin. Kết quả nghiên cứu mới nhất vừa được công bố trên tạp chí Vật liệu lưu trữ năng lượng.
Họ cho biết: "Bởi vì cực âm chứa các vật liệu quan trọng nên nó là bộ phận đắt nhất của bất kỳ loại pin nào, chiếm hơn 30% chi phí. Cách tiếp cận của chúng tôi có thể giảm chi phí của pin theo thời gian".
Được biết, công nghệ tái chế mới được phát triển đã lọc gần như 100% coban và lithium từ cực âm mà không đưa tạp chất vào hệ thống. Nó cũng cho phép tách hiệu quả các dung dịch kim loại khỏi các chất cặn khác.
Họ cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên về tốc độ lọc ra khỏi dung dịch. Với axit hữu cơ, thông thường mất 10-12 giờ, nhưng việc này chỉ mất một giờ”.
Điều quan trọng nhất là các nhà nghiên cứu cho biết: "Đây là lần đầu tiên một hệ thống giải pháp được sử dụng cho cả quá trình lọc và thu hồi. Thật thú vị, chúng tôi phát hiện ra rằng coban kết tủa mà không bị can thiệp thêm. Chúng tôi không mong đợi điều đó vào thời điểm này".
Họ lưu ý rằng việc loại bỏ nhu cầu sử dụng thêm hóa chất cũng giúp giảm chi phí và tránh tạo ra các sản phẩm phụ hoặc chất thải thứ cấp. “Chúng tôi rất vui vì quy trình tái chế này có thể mở đường cho việc tái chế nhiều hơn các vật liệu quan trọng trong pin”.
Trước vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này và đã đạt được những bước đột phá. Họ đã cải tiến phương pháp hòa tan pin trong dung dịch lỏng để giảm lượng hóa chất độc hại được sử dụng trong quá trình này.
Cụ thể, họ ngâm pin đã qua sử dụng trong dung dịch axit xitric hữu cơ, có tự nhiên trong trái cây họ cam quýt, hòa tan trong ethylene glycol, một chất chống đông thường được sử dụng trong sơn và các sản phẩm tiêu dùng như mỹ phẩm. Axit citric có nguồn gốc bền vững và an toàn hơn nhiều khi xử lý so với axit vô cơ.
Các nhà nghiên cứu cho biết giải pháp xanh tạo ra quá trình phân tách và thu hồi rất hiệu quả để tách và thu hồi kim loại từ điện cực dương (cực âm) của pin. Kết quả nghiên cứu mới nhất vừa được công bố trên tạp chí Vật liệu lưu trữ năng lượng.
Được biết, công nghệ tái chế mới được phát triển đã lọc gần như 100% coban và lithium từ cực âm mà không đưa tạp chất vào hệ thống. Nó cũng cho phép tách hiệu quả các dung dịch kim loại khỏi các chất cặn khác.
Họ cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên về tốc độ lọc ra khỏi dung dịch. Với axit hữu cơ, thông thường mất 10-12 giờ, nhưng việc này chỉ mất một giờ”.
Điều quan trọng nhất là các nhà nghiên cứu cho biết: "Đây là lần đầu tiên một hệ thống giải pháp được sử dụng cho cả quá trình lọc và thu hồi. Thật thú vị, chúng tôi phát hiện ra rằng coban kết tủa mà không bị can thiệp thêm. Chúng tôi không mong đợi điều đó vào thời điểm này".
Họ lưu ý rằng việc loại bỏ nhu cầu sử dụng thêm hóa chất cũng giúp giảm chi phí và tránh tạo ra các sản phẩm phụ hoặc chất thải thứ cấp. “Chúng tôi rất vui vì quy trình tái chế này có thể mở đường cho việc tái chế nhiều hơn các vật liệu quan trọng trong pin”.
