Tái chế pin - chìa khóa để đáp ứng nhu cầu xe điện

 Đó là nhận định của ông Akira Yoshino - một trong ba nhà khoa học vừa chiến thắng giải Nobel Hóa học với những đột phá trong công nghệ pin lithium-ion đang được sử dụng trên một loạt thiết bị và phương tiện, từ điện thoại thông minh cho đến xe hơi.

Quá trình thế giới chuyển đổi sang xe điện hứa hẹn sẽ thúc đẩy nhu cầu cho các loại nguyên liệu như đồng, niken và coban. Điều đó cũng dẫn tới lo ngại các doanh nghiệp khai thác không kịp mở rộng nguồn cung cấp. Đây cũng chính là cơ hội để lĩnh vực tái chế phát huy tác dụng.

Ông Yoshino dự đoán từ năm 2025 trở đi, xe điện (EV) có thể chiếm khoảng 15% lượng tiêu thụ xe mới trên toàn cầu. Ngành công nghiệp sẽ thấy điện khí hóa hiện diện ở những lĩnh vực xe tự lái và chia sẻ xe. Trong tương lai, con người không còn sở hữu xe hơi. Thay vào đó, những chiếc xe tự lái có thể xuất hiện bất cứ khi nào họ muốn sử dụng dịch vụ.

Ngoài việc tái chế, ông còn cho rằng nhiệm vụ tiếp theo của ngành công nghiệp nằm ở việc tăng sản lượng năng lượng mặt trời và năng lượng gió để dự trữ trong các khối pin và sử dụng cho xe điện.

Cùng quan điểm với ông Akira Yoshino, nghiên cứu chung của trường đại học Birmingham, Newcaste và Leicester (Anh Quốc) cho thấy: Xe điện được đánh giá là công nghệ quan trọng, góp phần làm giảm tình trạng ô nhiễm không khí. Tuy nhiên, nếu không được xử lý đúng cách, số lượng pin xe “hết hạn sử dụng” sẽ chất thành những đống rác thải lớn, làm rò rỉ hóa chất gây hại cho môi trường và cuộc sống con người.

Các nhà nghiên cứu dự đoán vấn đề rác thải pin ngày càng đáng lo ngại khi nhu cầu xe điện tăng lên. Dựa trên số liệu một triệu xe điện được tiêu thụ vào năm 2017, họ tính toán khoảng 250.000 tấn pin sẽ trở thành phế liệu chưa được xử lý khi những chiếc xe kể trên kết thúc vòng đời.

Bởi vậy, chính phủ cũng như ngành công nghiệp cần phải hành động để xây dựng một kế hoạch tái chế hiệu quả, bắt kịp đà tăng trưởng của phân khúc này.

Theo Tiến sĩ Gavin Harper của trường Birmingham, đây không phải công việc đơn giản bởi sự đa dạng về hóa học, hình dạng cũng như thiết kế của pin lithium-ion. Để xử lý một cách triệt để, những khối pin cần được tháo rời và phân tách chất thải trong các chi tiết cấu thành nên chúng. Bên cạnh lithium, pin xe còn chứa những kim loại như coban, niken, mangan... Tất cả đều có thể tái sử dụng.

Trong khi đó, Giáo sư Andrew Abbott đến từ Trường đại học Leicester - đồng tác giả nghiên cứu - cho biết: Chỉ cần điện khí hóa 2% số lượng xe tiêu thụ trên toàn thế giới có thể tạo ra một đường đủ bao quanh Trái Đất, tương đương 140 triệu phương tiện. Tìm ra giải pháp “hồi sinh” pin xe điện không những có thể giảm bớt gánh nặng cho các khu tập kết rác mà còn đảm bảo nguồn cung của những vật liệu quan trọng như coban và lithium. Đó chính là chìa khóa dẫn đến một ngành công nghiệp ôtô bền vững.

Thực tế, một số nhà sản xuất đều đã “ấp ủ” kế hoạch của riêng mình trong vấn đề tái chế pin xe. Điển hình như Volkswagen, tập đoàn xe hơi của Đức chuẩn bị khởi động một dự án tái chế tại địa điểm cách trụ sở chính của hãng gần 50km. Theo đó, kể từ 2020, mỗi năm nhà máy sẽ nhận khoảng 1.200 tấn pin đã qua sử dụng từ 3.000 xe điện.

Trước khi quy trình tái chế diễn ra, pin xe cần được đánh giá về chất lượng. Những khối pin chưa hết tuổi thọ có thể được dùng cho một số mục đích khác. Ngược lại, những khối pin không còn giá trị sử dụng được cắt nhỏ và nghiền thành bột mịn để chiết xuất nguyên liệu thô như lithium, coban, mangan, niken.

Volkswagen tin rằng dự án sẽ giúp hãng tái chế tới 97% nguyên liệu trong pin xe, tăng đáng kể so với con số 53% hiện nay.

Tương tự, Tesla đang lên kế hoạch cho một quy trình khép kín tại nhà máy Gigafactory, đảm bảo vật liệu tái chế sẽ được sử dụng lại ngay lập tức. Mục tiêu cuối cùng mà nhà sản xuất Model S hướng đến là tái chế tất cả các khối pin ra khỏi dây chuyền sản xuất của hãng.

Tesla còn xin cấp bằng sáng chế cho ý tưởng về trạm đổi pin xe điện. Tại đây, những khối pin “hết hạn” sẽ được thay thế bằng khối pin hoàn toàn mới.

Bên cạnh Volkswagen và Tesla, Umicore cũng là một công ty tiên phong về tái chế pin EV. Hiện tại, Umicore đang cùng Audi phát triển một quy trình tái chế các thành phần của pin điện áp cao, nhờ vậy mà chúng có thể được tái sử dụng nhiều lần, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa thân thiện với môi trường.