Quy trình tái chế pin mới từ Trung Quốc thu hồi được 99,99% lithium

Phương pháp đột phá này, được phát triển bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Trung Nam, Đại học Sư phạm Quý Châu và Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Quốc gia về Vật liệu Lưu trữ Năng lượng Tiên tiến, sử dụng cơ chế "hiệu ứng pin" độc đáo. Quy trình này đạt được tỷ lệ thu hồi đáng kinh ngạc: 99,99% lithium, 96,8% niken, 92,35% coban và 90,59% mangan, tất cả chỉ trong vòng 15 phút.

Tái chế pin Lithium (nguồn Wiley-VCH)

Điểm khác biệt của phương pháp này so với các phương pháp tái chế pin khác là việc sử dụng môi trường dung dịch trung tính, loại bỏ nhu cầu sử dụng các hóa chất độc hại thường thấy trong quá trình tái chế pin. Tiến sĩ Xing Ou, giáo sư tại Đại học Trung Nam, nhấn mạnh rằng quy trình này tạo ra rất ít khí độc hại, trong khi nước thải glycine có thể được tái sử dụng làm phân bón. Bước tiến này đến vào thời điểm quan trọng, khi một nghiên cứu gần đây của Đại học Stanford được công bố ngày 31 tháng 1 năm 2025 trên tạp chí Nature Communications xác nhận rằng tái chế pin lithium-ion thân thiện với môi trường hơn đáng kể so với khai thác vật liệu mới.

Thời điểm của bước đột phá này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh những thách thức ngày càng gia tăng trong việc quản lý rác thải điện tử từ điện thoại thông minh, máy tính xách tay và xe điện. Các phương pháp tái chế truyền thống thường gây ra nhiều vấn đề về môi trường do các sản phẩm phụ và khí thải liên quan. Phương pháp mới này là một bước tiến đáng kể hướng tới quy mô tái chế pin không gây ô nhiễm, thân thiện với môi trường hơn. Quy trình này thân thiện với môi trường hơn và chứng minh hiệu quả về chi phí và năng lượng hơn so với các phương pháp thông thường.

Nghiên cứu tái chế pin của Stanford

Trong nghiên cứu tái chế pin của Stanford được đề cập ở trên, các tác giả cho biết việc tái chế pin lithium-ion để thu hồi các kim loại quan trọng có tác động môi trường thấp hơn đáng kể so với khai thác kim loại nguyên chất. Trên quy mô lớn, việc tái chế cũng có thể giúp giảm bớt tình trạng mất an ninh nguồn cung dài hạn – cả về mặt vật lý lẫn địa chính trị – đối với các khoáng sản quan trọng trong pin. Nói cách khác, chúng ta có thể không cần quá nhiều lithium, mangan, niken hoặc coban nếu có thể chiết xuất chúng từ pin đã cạn kiệt và tái chế.

Nghiên cứu cho thấy việc tái chế thải ra ít khí nhà kính hơn so với khai thác và tinh chế vật liệu pin thông thường, đồng thời sử dụng khoảng một phần tư lượng nước và năng lượng cần thiết để khai thác vật liệu mới. Lợi ích môi trường thậm chí còn lớn hơn đối với dòng phế liệu, chiếm khoảng 90% nguồn cung tái chế được nghiên cứu. Nghiên cứu cho thấy tái chế chỉ tạo ra 19% lượng khí thải nhà kính từ hoạt động khai thác và chế biến, trong khi chỉ sử dụng 12% lượng nước và 11% lượng năng lượng tiêu thụ.

“Gần đây, tôi đi xe điện Uber. Tài xế hỏi tôi liệu xe điện có thực sự 'tốt' cho môi trường không vì anh ấy đã đọc được rằng có lẽ không. Anh ấy chỉ biết tôi là giảng viên tại Stanford,” William Tarpeh, phó giáo sư kỹ thuật hóa học tại Khoa Kỹ thuật và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. “Tôi nói với anh ấy rằng xe điện chắc chắn tốt cho môi trường, và hiện chúng tôi đang tìm ra những cách mới để làm cho chúng tốt hơn nữa. Nghiên cứu này cho thấy chúng ta có thể thiết kế tương lai của việc tái chế pin để tối ưu hóa lợi ích môi trường. Chúng ta có thể viết kịch bản.”

Tác động môi trường của việc tái chế pin phụ thuộc rất nhiều vào vị trí và nguồn điện của cơ sở xử lý. "Một nhà máy tái chế pin ở những khu vực phụ thuộc nhiều vào điện được tạo ra từ việc đốt than sẽ bị giảm lợi thế về khí hậu", Samantha Bunke, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Stanford và là một trong ba nhà nghiên cứu chính của nghiên cứu, cho biết. "Mặt khác, tình trạng thiếu nước ngọt ở những khu vực có nguồn điện sạch hơn là một mối lo ngại lớn. Phần lớn dữ liệu của nghiên cứu đến từ Redwood Materials ở Nevada, nơi được hưởng lợi từ nguồn năng lượng sạch hơn tại tiểu bang đó.

Nhà máy tái chế pin

Vận chuyển cũng là một yếu tố quan trọng. Ví dụ, trong khai thác và chế biến coban, 80% nguồn cung toàn cầu được khai thác tại Cộng hòa Dân chủ Congo. Từ đó, 75% nguồn cung coban cho pin được vận chuyển bằng đường bộ, đường sắt và đường biển đến Trung Quốc để tinh chế. Trong khi đó, phần lớn nguồn cung lithium toàn cầu được khai thác tại Úc và Chile, và phần lớn nguồn cung này cũng được vận chuyển đến Trung Quốc. Quy trình tương đương để tái chế pin là thu gom pin đã qua sử dụng và phế liệu, sau đó phải được vận chuyển đến nhà máy tái chế.

“Chúng tôi xác định rằng tổng quãng đường vận chuyển cho hoạt động khai thác và tinh chế thông thường chỉ tính riêng kim loại hoạt động trong pin trung bình khoảng 35.000 dặm (57.000 km). Tương đương với việc đi vòng quanh thế giới một vòng rưỡi”, Michael Machala, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. “Tổng quãng đường vận chuyển ước tính của chúng tôi đối với pin đã qua sử dụng từ điện thoại di động hoặc xe điện đến một cơ sở tinh chế giả định ở California là khoảng 140 dặm (225 km).” Khoảng cách này dựa trên các vị trí tối ưu được cho là phù hợp cho các cơ sở tinh chế trong tương lai, giữa nguồn pin tái chế dồi dào tại Hoa Kỳ.

Trung Quốc, Trung Quốc, Trung Quốc

Bạn có để ý rằng Trung Quốc được nhắc đến nổi bật trong nhiều báo cáo nghiên cứu không? Tại sao vậy? Có thể là chính phủ Trung Quốc đã thúc đẩy nghiên cứu cơ bản về năng lượng sạch và giao thông sạch trong nhiều thập kỷ trong khi Hoa Kỳ lại bị ám ảnh bởi những khuôn mặt đen và nâu vượt biên giới của mình? Công nghệ tấm pin mặt trời và pin lithium-ion bắt đầu ở Hoa Kỳ, nhưng họ không mấy quan tâm đến việc theo đuổi cả hai. Solyndra là một công ty ở California muốn sản xuất tấm pin mặt trời. Gần 20 năm trước, công ty này đã được chính phủ hỗ trợ vay vốn, nhưng các lực lượng thị trường - trầm trọng hơn do thiếu sự hỗ trợ về chính sách ở cấp liên bang vì Quốc hội không chấp nhận - đã ngăn cản công ty này có lãi và công ty đã phá sản. Đảng Cộng hòa treo thất bại đó như một con albatross quanh cổ chính quyền Obama và hả hê về việc họ đang sở hữu những người theo chủ nghĩa tự do và chống lại những ý tưởng "thức tỉnh" - giống như việc thu hoạch năng lượng từ mặt trời là một loại âm mưu ma quỷ do George Soros vạch ra.

Ngày nay, Trung Quốc đang dẫn đầu về năng lượng mặt trời, pin, xe điện, năng lượng gió và công nghệ máy tính. Nước Mỹ đang bị ám ảnh bởi khát khao cắt giảm An sinh Xã hội, Cựu chiến binh, Medicare và chương trình ăn trưa tại trường học, đồng thời truy tố bất kỳ ai dám lên tiếng phản đối. Những nhà nghiên cứu như những người đã phát minh ra công nghệ tái chế pin mới không còn được chào đón tại các trường cao đẳng và đại học Mỹ, một chính sách sai lầm sẽ cản trở các nỗ lực nghiên cứu của Mỹ hiện tại và trong tương lai. Nước Mỹ đang thu mình lại, tự chuốc lấy thất bại và than vãn về sự bất công. Ngược lại, Trung Quốc đang nắm bắt cơ hội trong nỗ lực soán ngôi Mỹ trở thành quốc gia dẫn đầu cộng đồng toàn cầu. Hành động tự trách bản thân như vậy của Mỹ có lẽ là "bàn phản lưới nhà" to lớn nhất kể từ khi Ray Reigels "Sai Đường" ghi bàn cho đội kia tại Rose Bowl năm 1929. Xin chúc mừng, nước Mỹ. Các bạn đã tự chuốc lấy và trời ơi, chào nhé, các bạn sẽ chẳng bao giờ có được nó!