Khoa học tự nhiên

Công thức mới tái chế pin hiệu quả và thân thiện với môi trường (31/10/2023)

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển đã đưa ra một phương pháp mới và hiệu quả để tái chế kim loại từ pin ô tô điện đã qua sử dụng. Phương pháp này cho phép thu hồi 100% nhôm và 98% lithium trong pin ô tô điện. Ngoài ra, tình trạng thất thoát các nguyên liệu thô có giá trị như niken, coban và mangan cũng được giảm thiểu. Hơn nữa không cần sử dụng hóa chất đắt tiền hoặc độc hại trong quá trình này vì các nhà nghiên cứu sử dụng axit oxalic, loại axit hữu cơ có trong thực vật.

Léa Rouquette, nghiên cứu sinh tiến sĩ và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Cho đến nay, chưa ai xác định được chính xác các điều kiện phù hợp để tách lithium trong pin ô tô điện bằng axit oxalic, đồng thời loại bỏ nhôm hoàn toàn. Vì tất cả các loại pin đều chứa nhôm nên chúng tôi cần loại bỏ nó mà không làm mất các kim loại khác".

Trong phòng thí nghiệm tái chế pin, nhóm nghiên cứu đã sử dụng pin ô tô và các chất chứa bên trong đã được nghiền thành bột trong tủ hút. Chất này có dạng bột đen nghiền mịn hòa tan trong chất lỏng trong suốt - axit oxalic.

Mặc dù trông có vẻ dễ dàng như pha cà phê nhưng quy trình chính xác lại là một bước đột phá khoa học độc đáo. Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ, nồng độ và thời gian, các nhà nghiên cứu đã đưa ra một công thức mới đáng chú ý để sử dụng axit oxalic - một thành phần thân thiện với môi trường có thể tìm thấy trong các loại thực vật như cây đại hoàng và rau bina.

Martina Petranikova, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Chúng tôi cần các giải pháp thay thế cho hóa chất vô cơ. Một trong những điểm nghẽn lớn nhất trong các quy trình hiện nay là loại bỏ các vật liệu còn sót lại như nhôm. Đây là phương pháp cải tiến có thể cung cấp cho ngành công nghiệp tái chế các giải pháp thay thế mới và giúp giải quyết các vấn đề cản trở sự phát triển".

Phương pháp tái chế dựa vào dung dịch nước được gọi là thủy luyện. Trong thủy luyện truyền thống, tất cả kim loại trong pin xe điện đều được hòa tan trong axit vô cơ. Sau đó, các "tạp chất" như nhôm và đồng được loại bỏ. Cuối cùng, có thể thu hồi riêng các kim loại có giá trị như coban, niken, mangan và lithium. Mặc dù lượng nhôm và đồng còn sót lại nhỏ nhưng cần có một số bước tinh chế và mỗi bước trong quy trình này có thể gây thất thoát lithium. Với phương pháp mới, đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã đảo ngược trật tự và thu hồi lithium và nhôm. Vì vậy, họ có thể giảm thiểu lãng phí kim loại có giá trị cần để sản xuất pin mới.

Trong khi nhôm và lithium tồn tại ở dạng lỏng thì các kim loại khác lại ở dạng “rắn”. Bước tiếp theo trong quy trình là tách nhôm và lithium. Rouquette cho rằng: “Vì các kim loại có những đặc tính rất khác nhau nên chúng tôi không nghĩ sẽ khó tách chúng ra. Phương pháp của chúng tôi là một lộ trình mới đầy hứa hẹn để tái chế pin. Vì phương pháp này có thể được mở rộng quy mô nên chúng tôi hy vọng nó sẽ được sử dụng cho ngành công nghiệp trong những năm tới”.

Nguồn: N.P.D (NASATI), 

Ngày cập nhật: 30/10/2023

https://vista.gov.vn/vi/news/cac-linh-vuc-khoa-hoc-va-cong-nghe/cong-thuc-moi-tai-che-pin-hieu-qua-va-than-thien-voi-moi-truong-7651.html