Các nhà khoa học đến từ Tổ chức Pin Tiên tiến Hoa Kỳ (USABC) cùng công ty chế tạo pin A123 Systems đã nghiên cứu ra một loại pin sử dụng cathode tái chế có chất lượng tốt, thậm chí còn hiệu quả hơn pin được làm từ vật liệu mới.
Các nhà khoa học đã thử nghiệm với cathode NMC111 tái chế, loại cathode đại trà nhất sử dụng kền, mangan và coban. Pin được chế tạo thông qua một công nghệ tái chế mới của Battery Resources, một startup do Yan Wang, giáo sư cơ kỹ công tác tại Viện Kỹ nghệ Worcester và nhóm cộng sự đồng sáng lập.
Nghiên cứu cấu trúc của vật liệu tái chế, các nhà khao học nhận thấy có nhiều cung đường cho phép các ion lithium chạy qua lại. Như vậy mật độ năng lượng của pin làm từ vật liệu tái chế tương tự với pin đại trà, thậm chí số vòng sạc của pin tái chế còn cao hơn 53%. Hiện tại, loại pin tái chế này đã qua bài thử ở quy mô tương tự quy mô công nghiệp. Dây chuyền đạt chuẩn cho thấy pin đạt được các điều kiện cần có để được lắp ráp vào xe điện.
Pin của xe điện phức tạp, yêu cầu một quá trình tái chế phức tạp, cần rất nhiều năng lượng, hoặc sẽ phải nghiền vụn pin và đổ sản phẩm vào acid. Những công ty tái chế pin sẽ sử dụng các phương pháp nêu trên để tách lẻ thành phần pin và bán lại cho các doanh nghiệp sản xuất pin.
Nhưng theo giáo sư Wang, giá trị thực sự của pin xe điện nằm tại cathode. Vật liệu làm cathode, là sự kết hợp của kền, mangan và coban, là tổ hợp của các hạt vật chất có kích cỡ và cấu trúc cụ thể. Công nghệ tái chế Battery Resources có thể tách ra những vật liệu sẵn sàng luôn cho quá trình sản xuất cathode. Điều đó khiến startup của giáo sư Wang hiệu quả hơn nhiều phương pháp nghiền nát toàn bộ hệ thống pin.
Battery Resources đã bắt đầu bán những lô vật liệu nhỏ cho một số doanh nghiệp sản xuất pin. Họ dự định sẽ mở nhà máy quy mô thương mại đầu tiên vào năm 2022, với khả năng xử lý 10.000 tấn pin và mở thêm hai cơ sở tái chế nữa tại Châu Âu vào năm sau.
Nghiên cứu mở ra khả năng cathode làm từ vật liệu tái chế hoàn toàn có thể thay thế vật liệu mới nguyên trong sản xuất pin cho xe điện. Điều đó giúp cho công nghệ xe điện trở nên xanh hơn theo đúng mục tiêu giảm phát thải, giảm ô nhiễm môi trường của ngành này.
Đức Lượng
(Theo Môi trường & Đô thị điện tử)
Ảnh: Mật độ năng lượng của pin làm từ vật liệu tái chế tương tự với pin đại trà, thậm chí số vòng sạc của pin tái chế còn cao hơn 53%.
