Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Chalmers đã đề xuất một phương pháp mới và hiệu quả để tái chế kim loại từ pin xe điện. Phương pháp này thu hồi được 100% nhôm và 98% lithium từ pin xe điện đã qua sử dụng. Điều này giúp giảm thiểu tổn thất các nguyên liệu thô quý giá như niken, coban và mangan. Quy trình này không cần sử dụng các hóa chất đắt tiền hoặc độc hại vì các nhà nghiên cứu đã sử dụng axit oxalic, một loại axit cũng được tìm thấy trong thực vật.
Cho đến nay, chưa ai tìm ra điều kiện thích hợp để tách lượng lithium này bằng axit oxalic và loại bỏ hoàn toàn nhôm. Leah Rouquette, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học thuộc Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết vì tất cả các loại pin đều chứa nhôm, nên chúng ta có thể loại bỏ nó mà không làm mất các kim loại khác.
Tại Phòng thí nghiệm Tái chế Pin thuộc Đại học Công nghệ Chalmers, Leah Rouquette và trưởng nhóm nghiên cứu Martina Petranikova đã trình diễn cách thức hoạt động của phương pháp mới. Phòng thí nghiệm chứa các bình ắc quy ô tô đã qua sử dụng, và trong tủ hút khí có vật liệu nghiền nhỏ dưới dạng bột đen mịn hòa tan trong chất lỏng trong suốt – axit oxalic. Leah Rouquette sử dụng một thiết bị trông giống như máy xay sinh tố nhà bếp để trộn chất lỏng và bột. Mặc dù trông đơn giản như đang pha cà phê, phương pháp đặc biệt này rất độc đáo và là một bước đột phá khoa học mới được công bố gần đây. Bằng cách tinh chỉnh nhiệt độ, nồng độ và thời gian, các nhà nghiên cứu đã phát triển một công thức mới sử dụng axit oxalic, một thành phần thân thiện với môi trường cũng được tìm thấy trong các loại cây như đại hoàng và rau bina.
Cần có những giải pháp thay thế cho các hóa chất vô cơ hiện nay. Thêm vào đó, một trong những trở ngại lớn nhất trong các quy trình hiện đại là việc loại bỏ các vật liệu dư thừa như nhôm. Martina Petranikova, Phó Giáo sư Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết đây là một cách tiếp cận sáng tạo có thể cung cấp các giải pháp thay thế mới cho ngành công nghiệp tái chế và giúp giải quyết các vấn đề cản trở sự phát triển.
Các phương pháp xử lý dựa trên chất lỏng được gọi là thủy luyện kim. Trong thủy luyện kim truyền thống, các “tạp chất” từ vật liệu như nhôm và đồng được loại bỏ trước, sau đó các kim loại quý như liti, coban, niken và mangan mới được sử dụng. Mặc dù chỉ còn lại một lượng nhỏ nhôm và đồng, nhưng phương pháp này đòi hỏi nhiều giai đoạn tinh chế, và mỗi giai đoạn đều dẫn đến sự thất thoát. Trong phương pháp mới, các nhà nghiên cứu đã thay đổi quy trình và tách liti ra khỏi nhôm trước. Bằng cách này, họ có thể giảm thiểu lượng kim loại quý bị lãng phí cần thiết để sản xuất pin mới.
Ngay cả nửa sau của quy trình—lọc hỗn hợp sẫm màu—cũng gợi nhớ đến việc pha cà phê. Trong khi nhôm và liti đi vào chất lỏng, các kim loại khác vẫn còn lại trong “bể chứa”. Bước tiếp theo trong quy trình này là tách nhôm và liti.
“Vì các kim loại này có tính chất rất khác nhau, chúng tôi tin rằng việc tách chúng sẽ không khó. Phương pháp mới của chúng tôi mở ra một hướng đi đầy hứa hẹn cho việc tái chế pin mà chúng tôi rất muốn tiếp tục nghiên cứu,” Leah Rouquette cho biết. “Vì phương pháp này cũng có thể được sử dụng trên quy mô lớn, chúng tôi hy vọng rằng nó sẽ hữu ích trong ngành công nghiệp trong những năm tới,” Martina Petranikova nói thêm.
Nhóm nghiên cứu của Martina Petranikova đã và đang dẫn đầu các nghiên cứu về tái chế kim loại trong pin lithium-ion trong nhiều năm. Nhóm hợp tác với các công ty tham gia vào việc tái chế pin xe điện và là đối tác trong các dự án nghiên cứu và phát triển lớn như Volvo Cars và dự án Nybat của Northvolt.
Thông tin bổ sung về nghiên cứu: Bài báo khoa học “Thu hồi hoàn toàn chọn lọc lithium từ pin xe điện lithium-ion: mô hình hóa và tối ưu hóa bằng cách sử dụng axit oxalic làm chất hòa tan” đã được công bố trên tạp chí Separation and Purification Technology. Nghiên cứu được thực hiện bởi Leah Rouquette, Martina Petranikova và Natalia Vieceli từ Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học tại Đại học Công nghệ Chalmers. Nghiên cứu được tài trợ bởi Cơ quan Năng lượng Thụy Điển, Cơ sở Pin Thụy Điển và Vinnova, và các thí nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng pin xe điện Volvo Cars đã qua sử dụng được xử lý bởi Stena Recycling và Akkuser Oy.
Chúng tôi đăng tải nhiều bài viết khách mời từ các chuyên gia trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đây là tài khoản của chúng tôi dành riêng cho những cá nhân, tổ chức, thể chế và công ty đặc biệt này.
Các cảng sẽ yên tĩnh hơn, ít gây ô nhiễm hơn, phát thải ít khí nhà kính hơn và hoạt động hiệu quả hơn. Mọi người sẽ được hưởng lợi…
Đăng ký nhận bản tin email hàng ngày của CleanTechnica. Hoặc theo dõi chúng tôi trên Google News! Mỗi cuộc chuyển đổi công nghệ đều có những nhà lãnh đạo đổi mới…
Mới đây, Jefferies Group, một trong những ngân hàng đầu tư lớn nhất tại Mỹ, đã mời tôi đến nói chuyện với các khách hàng toàn cầu của họ, các nhà đầu tư tổ chức…
Đăng ký nhận bản tin email hàng ngày của CleanTechnica. Hoặc theo dõi chúng tôi trên Google News! Thông báo về khoản đầu tư từ khu vực tư nhân vào pin sản xuất tại Mỹ…
Bản quyền © 2023 CleanTechnica. Nội dung trên trang web này chỉ nhằm mục đích giải trí. Các ý kiến ​​và bình luận được thể hiện trên trang web này có thể không được CleanTechnica, chủ sở hữu, nhà tài trợ, các công ty liên kết hoặc công ty con của CleanTechnica tán thành và không nhất thiết phản ánh quan điểm của họ.