Tin tức mới

Công nghệ xe điện xanh hơn nhờ tái chế được vật liệu chế tạo pin

0 0
0 0
Read Time:5 Minute, 44 Second

Trong xu hướng phát triển và hướng tới công nghệ xanh, yếu tố bền vững đang ngày càng được phổ biến rộng lớn. Xe điện luôn được đánh giá là sạch, tiết kiệm nhiên liệu và thân thiện hơn với môi trường. Tuy nhiên, pin sau khi sử dụng cần phải xử lý rất khó khăn và ảnh hưởng nghiêm trọng tới không khí. Mới đây, nhóm nghiên cứu Tổ chức Pin Tiên tiến Hoa Kỳ đã tiến hành nghiên cứu công nghệ giúp tái chế vật liệu chế tạo pin. Kết quả nghiên cứu cho thấy, pin sử dụng nguyên liệu cathode tái chế vẫn sử dụng hiệu quả giống như một pin sản xuất mới hoàn toàn. Cùng tìm hiểu rõ hơn về công nghệ này trong bài viết sau của chuyên mục công nghệ mới nhé.

Công nghệ tái chế được vật liệu chế tạo pin

Trớ trêu thay, quá trình khai khoáng sản sinh ra nhiều phụ phẩm độc hại; lại trực tiếp truyền năng lượng cho quá trình chuyển đổi từ sử dụng xe chạy chất đốt sang xe điện. Nếu ta có thể tái chế được vật liệu chế tạo pin; công nghệ xe điện sẽ lại càng xanh hơn nữa. Ta sẽ vừa loại bỏ được hàng tấn phế thải đang chiếm hữu một phần không nhỏ diện tích đất. Đồng thời cắt giảm lượng năng lượng và vật liệu thô dùng trong quá trình sản xuất pin.

Tuy vậy, khi ngành tái chế pin xe điện mới chỉ manh nha thành hình. Các nhà sản xuất xe không mấy mặn mà với vật liệu tái chế. “Nhìn chung, người ta có định kiến rằng vật liệu tái chế sẽ không tốt bằng nguyên vật liệu mới”. Yan Wang, giáo sư cơ kỹ công tác tại Viện Kỹ nghệ Worcester cho hay. “Các công ty pin vẫn chần chừ trong việc sản xuất pin từ nguyên liệu tái chế”.

Pin sử dụng cathode tái chế
Pin sử dụng cathode tái chế vẫn tốt như pin mới

Trong nghiên cứu mới, giáo sư Wang và nhóm cộng sự đến từ Tổ chức Pin Tiên tiến Hoa Kỳ (USABC). Cùng công ty chế tạo pin A123 Systems đã gạt bỏ nỗi lo của ngành sản xuất thiết bị lưu trữ năng lượng. Kết quả nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Joule cho thấy pin sử dụng cathode tái chế vẫn tốt. Thậm chí còn hiệu quả hơn pin được làm từ vật liệu mới nguyên.

Số vòng sạc của pin tái chế còn cao hơn 53%

Nhóm các nhà khoa học đã thử nghiệm với cathode NMC111 tái chế. Loại cathode đại trà nhất sử dụng kền, mangan và coban. Thiết bị điện được chế tạo thông qua một công nghệ tái chế mới (đã được cấp bản quyền) của Battery Resources. Một startup do anh Wang đồng sáng lập. Hiện tại, Battery Resources đã bắt đầu được thương mại hóa.

Nhìn sâu vào cấu trúc của vật liệu tái chế, nhóm nghiên cứu nhận thấy lỗ hở xuất hiện nhiều hơn. Tức là nhiều cung đường cho phép các ion lithium chạy qua lại. Kết quả là đây, 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%. Tuy chưa được thử nghiệm trực tiếp trên xe; pin tái chế được dùng trong nghiên cứu đã qua bài thử; ở quy mô tương tương 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. Theo lời giáo sư Wang, đây là bằng chứng cho thấy. Cathode làm từ vật liệu tái chế hoàn toàn có thể thay thế vật liệu mới nguyên.

Pin tái chế được dùng trong nghiên cứu đã qua bài thử
Pin tái chế được dùng trong nghiên cứu đã qua bài thử

Quá trình nghiên cứu tái chế pin

Công nghệ tái chế Battery Resources

Pin của xe điện phức tạp, yêu cầu một quá trình tái chế không mấy dễ dàng. Quy trình sẽ cần rất nhiều năng lượng; hoặc ta 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. Hồi tháng Chín, Battery Resources đã gọi được số vốn 70 triệu USD. Nguồn lực tài chính dồi dào cho phép Battery Resources mở thêm hai cơ sở tái chế nữa tại Châu Âu vào năm sau.

Công nghệ tái chế Battery Resources
Công nghệ tái chế Battery Resources

Tiết kiệm năng lượng hơn nhiều hơn

Theo đó, các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp mới để thu thập vật liệu có thể tái chế. Các kỹ thuật mới này sẽ hút các điện cực kim loại từ pin lithium-ion vào một thiết bị. Sau đó Sonotrode trong thiết bị sẽ xung siêu âm tập trung. Quá trình này sẽ làm cho lớp phủ vật liệu của các điện cực tách ra khỏi lớp nhôm hoặc đồng bên dưới. Kết quả thu được là cả kim loại cơ bản và các kim loại nặng hoạt động. Như lithium, niken, mangan và coban đều được thu hồi ở dạng tinh khiết hơn và có thể tái chế dễ dàng hơn. Đáng chú ý, quy trình này cũng được báo cáo là tiết kiệm năng lượng hơn nhiều; so với các kỹ thuật thông thường và có tốc độ xử lý nhanh hơn gấp 100 lần.

Giáo sư Andy Abbott thuộc Đại học Leicester, thành viên chính của nhóm nghiên cứu cho biết. Về cơ bản, phương pháp mới này hoạt động theo cách tương tự như máy khử cặn siêu âm của nha khoa. Bằng cách phá vỡ các liên kết kết dính giữa lớp phủ và chất nền.

Happy
Happy
0 %
Sad
Sad
0 %
Excited
Excited
0 %
Sleepy
Sleepy
0 %
Angry
Angry
0 %
Surprise
Surprise
0 %

Average Rating

5 Star
0%
4 Star
0%
3 Star
0%
2 Star
0%
1 Star
0%

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

+ 40 = 48