Posts

Phương pháp tái chế rác thải pin Lithium–ion, giúp tiết kiệm nhiên liệu trong tương lai

/in /by

Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) Đức phát triển phương pháp tái chế mới, có thể thu hồi tới 70% lithium từ rác thải pin, vừa giúp bảo vệ môi trường và giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Phương pháp mới kết hợp những quy trình cơ học với các phản ứng hóa học và cho phép tái chế rẻ tiền, tiết kiệm năng lượng và tương thích môi trường với bất kỳ loại pin lithium-ion nào, bao gồm cả pin xe điện. Những kết quả được công bố trong bài báo khoa học đăng trên Communications Chemistry.

Pin Lithium-ion hiện diện khắp nơi trong cuộc sống của chúng ta. Pin không chỉ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho máy tính xách tay, điện thoại thông minh, đồ chơi, điều khiển từ xa và những thiết bị điện tử mang đeo khác mà còn là hệ thống lưu trữ năng lượng quan trọng nhất cho lĩnh vực phương tiện di động điện đang phát triển nhanh chóng. Quá trình sử dụng ngày càng nhiều những loại pin này dẫn đến nhu cầu cấp thiết phải có những phương pháp tái chế bền vững về kinh tế và sinh thái.

Trong các quy trình tái chế hiện nay, sản phẩm được thu hồi chủ yếu là niken, coban, đồng, nhôm, thép được thu hồi từ rác thải pin cho tái sử dụng. Thu hồi lithium rất tốn kém và hầu như không mang lại lợi nhuận. Những phương pháp thu hồi nguyên liệu gốc đang sử dụng chủ yếu mang tính luyện kim, tiêu hao nhiều năng lượng và tạo ra những sản phẩm phụ nguy hiểm. Trái ngược với các phương pháp này, những phương pháp cơ hóa dựa trên các quy trình cơ học, tạo ra các phản ứng hóa học hứa hẹn đạt được năng suất cao hơn và tính bền vững và giảm đáng kể chi phí.


Các nhà khoa học đã phát minh ra phương pháp mới có thể tái chế pin Lithium–ion

Thích hợp cho các vật liệu cathode khác nhau

Một phương pháp cơ hóa đã được phát triển bởi Phòng Hệ thống Lưu trữ Năng lượng thuộc Viện Vật liệu Ứng dụng (IAM-ESS) của KIT. Viện Lưu trữ Năng lượng Điện hóa (HIU) thuộc Viện Helmholtz do KIT thành lập, liên kết phối hợp với Đại học Ulm và EnBW Energie Baden- Württemberg AG.

Phương pháp cơ hóa này đạt tỷ lệ thu hồi lithium lên đến 70% không sử dụng hóa chất ăn mòn, nhiệt độ cao và không cần tiền phân loại vật liệu. TS Oleksandr Dolotko thuộc IAM-ESS và HIU, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Phương pháp này có thể được áp dụng để thu hồi lithium từ các vật liệu cathode có thành phần hóa học khác nhau, có thể được sử dụng với hầu hết các loại pin lithium-ion có sẵn trên thị trường. Kỹ thuật cho phép thực hiện các quy trình tái chế rẻ tiền, tiết kiệm năng lượng và tương thích với môi trường.”

Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ phòng

Các nhà nghiên cứu sử dụng nhôm làm chất khử trong phản ứng cơ hóa. Do nhôm đã có sẵn trong cực âm nên không cần thêm chất phụ gia nào khác. Phương pháp này hoạt động như sau: Đầu tiên, rác thải pin được nghiền thành bột. Sau đó, vật liệu này phản ứng với nhôm thành vật liệu tổng hợp kim loại với những hợp chất lithium hòa tan trong nước.

Lithium được thu hồi bằng phương pháp hòa tan những hợp chất này trong nước, sau đó đun nóng cho nước bay hơi để thu hồi hợp chất có Lithium. Vì phản ứng cơ hóa diễn ra ở nhiệt độ và áp suất trong phòng nên kỹ thuật mới rất tiết kiệm năng lượng.

Một ưu điểm khác là tính đơn giản của phương pháp, hoàn toàn không cần bất cứ một trang thiết bị phức tạo nào, tạo điều kiện thuận lợi cho triển khai ứng dụng ở quy mô công nghiệp, cho phép tái chế một số lượng lớn rác thải pin xe điện, có nhu cầu cấp bách phải tái chế trong tương lai gần.

Bảo Linh (t/h)

https://vietq.vn/phuong-phap-tai-che-rac-thai-pin-lithiumion-giup-tiet-kiem-nhien-lieu-trong-tuong-lai-d209435.html

Hãng Toyota nhận định: Thúc đẩy sản xuất xe điện sẽ gây hại cho môi trường

/in /by

Nhà sản xuất ô tô hàng đầu Nhật Bản – Toyota vừa đưa ra dữ liệu chứng minh nếu các hãng xe thúc đẩy việc sản xuẩt xe điện sẽ gây hại đối với môi trường.

Là nhà sản xuất ô tô đi đầu về công nghệ hybrid, tuy nhiên hãng xe Toyota đã chậm chân hơn trong việc tham gia vào thị trường xe chạy hoàn toàn bằng điện. Kết quả hãng đã bị nhận nhiều lời chỉ trích và những ý kiến trái chiều. Đáp trả lại những chỉ trích đó, mới đây, Toyota đã tuyên bố hãng có dữ liệu để chứng minh rằng việc tập trung toàn lực vào việc tạo ra xe điện như nhiều nhà sản xuất ô tô đang làm không chỉ là quyết định kinh doanh tồi tệ mà còn gây hại cho môi trường. Nhà khoa học hàng đầu của Toyota, ông Gill Pratt cho biết, các công ty ô tô cung cấp xe sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau, bao gồm cả hybrid và hydro sẽ hợp lý hơn nhiều.

Pratt cho biết cả xe điện lẫn hybrid đều phụ thuộc vào sự sẵn có của lithium, loại khoáng chất được sử dụng trong sản xuất pin. Ông dự đoán rằng ngành công nghiệp ô tô sẽ sớm bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu lithium cũng như các khoáng chất khác sử dụng trong sản xuất pin. Đồng thời, thiếu các điểm sạc khi số lượng xe điện được sản xuất tăng vọt. Khi không đủ lithium để cung cấp cho hàng chục triệu xe điện, việc thiếu nhiên liệu là điều rất dễ xảy ra. Pratt cho biết việc tạo ra hàng triệu xe hybrid sẽ có tác động lớn hơn đến lượng khí thải CO2 so với việc sử dụng cùng một lượng lithium để tạo ra số lượng nhỏ xe thuần điện.


Theo Toyota, ngành công nghiệp ô tô sẽ sớm bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu lithium cũng như các khoáng chất khác sử dụng trong sản xuất pin. Ảnh minh họa

Ông Pratt nói rằng việc này phụ thuộc vào sự sẵn có của lithium, khoáng chất được sử dụng trong sản xuất pin. Ông dự đoán rằng ngành công nghiệp ô tô sẽ sớm bị ảnh hưởng bởi tình trạng thiếu lithium, cũng như các khoáng chất khác được sử dụng trong sản xuất pin, và sẽ thiếu các điểm sạc khi số lượng xe điện được sản xuất tăng vọt. Nếu không có đủ lithium để cung cấp năng lượng cho hàng chục triệu xe điện, thì cần chia sẻ nó với xe hybrid. Ông Pratt cho biết việc tạo ra hàng triệu xe hybrid sẽ giúp giảm khí thải CO2 hiệu quả hơn là dùng hết lithium để phục vụ lượng xe điện thuần túy ít hơn.

Trong một mô hình giả thuyết được phân tích đưa ra với chuyên trang ô tô Automotive News, ông Pratt mở đầu bằng 100 xe động cơ đốt trong thải ra lượng CO2 là 250g/km. Nếu có đủ lượng lithium để tạo ra các bộ pin 100kWh, thì có thể chế tạo một chiếc Tesla phiên bản cao nhất, nhưng 99 xe còn lại vẫn sử dụng động cơ đốt trong, và lượng CO2 trung bình thải ra của 100 xe là 248,5g/km. Nếu phân bổ 100kWh đó cho 90 xe hybrid truyền thống, chỉ còn lại 10 xe động cơ đốt trong thì lượng khí thải trung bình sẽ giảm xuống còn 205g/km.

Điều này không có nghĩa là Toyota không quan tâm đến xe điện. Gần đây, hãng đã công bố kế hoạch ra mắt bZ3X – mẫu sedan có kích cỡ tương đương Tesla Model 3 cho thị trường Trung Quốc để “yểm trợ” cho mẫu bZ4X SUV đã ra mắt trước đó. Nhưng Toyota vẫn cho rằng các đối thủ cạnh tranh như Honda, Cadillac, Volvo… đang mắc sai lầm khi dồn toàn lực vào phát triển xe điện thuần túy. Ông Pratt nói: “Một cuộc khủng hoảng sắp xảy ra. Thời gian đứng về phía chúng tôi. Những thiếu hụt này – không chỉ về vật liệu pin, mà còn về cơ sở hạ tầng sạc – sẽ chứng minh rằng không thể chỉ làm một loại xe, và giải pháp tối ưu là kết hợp các loại xe khác nhau”.

Để sản xuất đủ pin lithium-ion, các hãng xe điện sẽ cần tăng gấp ba lần tốc độ sản xuất hiện tại đối với lithium, graphite, niken và mangan. Vì vậy những chương trình tái chế pin lithium-ion là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng đối với các vật liệu này và hạn chế tác hại môi trường do khai thác mỏ gây ra. Nếu những nỗ lực tái chế được thực hiện đúng cách, ngành sản xuất xe điện sẽ bù đắp được phần lớn chi phí sinh thái của việc sản xuất pin Lithium-ion. Nếu không, hậu quả có thể còn tồi tệ hơn nhiều so với ô nhiễm nhựa đang bủa vây các đại dương. Đừng để xe điện – loại phương tiện được cho là giúp bảo vệ môi trường trở thành nguồn ô nhiễm mới lớn nhất trên hành tinh.

Khánh Mai (t/h)
https://vietq.vn/Hang-xe-toyota-dua-ra-du-lieu-ve-viec-thuc-day-san-xuat-xe-dien-se-gay-o-nhiem-moi-truong-d207310.html