Sở Khoa học và Công nghệ

https://skhcn.dongnai.gov.vn

Công nghệ mới chiết xuất lithium từ pin cũ với giá rẻ hơn cả mua ngoài thị trường

Trong khi các công nghệ khai thác lithium thường tập trung vào việc khai thác kim loại thiết yếu này từ lòng đất thì vẫn còn một nguồn khác để khai thác: rác pin. Một kỹ thuật mới hiện có thể giúp quá trình này khả thi về mặt kinh tế.
New tech pulls lithium from dead batteries
Từ thiết bị di động đến ô tô điện, pin lithium-ion là nguồn năng lượng nhỏ bé nhưng mạnh mẽ được lựa chọn hiện nay (Ảnh: Depositphotos)
Khi nói đến việc lưu trữ năng lượng trong pin sạc, khó có kim loại nào vượt qua được lithium. Là kim loại nhẹ nhất trong bảng tuần hoàn, lithium có mật độ năng lượng ấn tượng. Nó cũng dễ dàng giải phóng electron hơn bất kỳ kim loại nào khác, nghĩa là nó có tiềm năng điện hóa cao nhất. Ngoài ra, nó còn vượt trội trong việc lưu trữ và giải phóng năng lượng liên tục. Tuy nhiên, mặc dù lithium rất dồi dào trên hành tinh của chúng ta, việc khai thác các nguồn sạch của nó có thể khó khăn, tốn kém và gây hại cho môi trường.
Vì vậy, để tìm kiếm các nguồn vật liệu khác, các nhà khoa học đã chuyển sang pin lithium-ion đã hết tuổi thọ nhưng vẫn còn một lượng kim loại hoàn toàn có thể sử dụng được bên trong. Ví dụ, năm ngoái, chúng ta đã nghe về một phương pháp sử dụng sóng vi ba để giải phóng lithium bên trong pin đã qua sử dụng. Tuy nhiên, mặc dù pin đã qua sử dụng có nguồn cung dồi dào, việc tách lithium ra khỏi các vật liệu khác chứa trong đó cũng có thể là một đề xuất tốn kém.
Hãy cùng tìm hiểu kỹ thuật mới này từ các nhà khoa học tại Đại học Illinois Urbana-Champaign. Tại đây, một nhóm nghiên cứu do giáo sư kỹ thuật hóa học và sinh học phân tử Xiao Su dẫn đầu đã dành thời gian tháo rời pin và sau đó ngâm chúng trong dung môi hữu cơ. Quá trình này tạo ra một dung dịch nước muối chứa lithium cũng như các kim loại khác có trong pin.
Để thu lithium, nhóm nghiên cứu đã phát triển một điện cực đặc biệt được tạo ra từ một đồng trùng hợp bao gồm các phân tử bám vào lithium và các phân tử phản ứng với dòng điện. Khi được đặt bên trong dung dịch nước muối và được tích điện, nó chỉ hút lithium ra khỏi dung dịch như một miếng bọt biển, để lại các kim loại khác.
Phương pháp này không chỉ hiệu quả trong việc tách và thu hồi lithium mà điện cực còn có thể duy trì độ dẫn điện của nó trong hơn 500 chu kỳ. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp này có giá cả phải chăng hơn nhiều so với các kỹ thuật thu hồi lithium dựa trên pin khác, với chi phí khoảng 12,70 USD cho mỗi kg lithium thu hồi được.
Con số này so với phương pháp ngâm axít, tốn khoảng 81-462 đô la cho mỗi kg và tạo ra chất thải hóa học, và phương pháp nấu chảy ở nhiệt độ cao, tốn khoảng 36-126 đô la cho mỗi kg và kém hiệu quả hơn trong việc tách lithium khỏi các nguyên tố khác. Dựa trên những phát hiện này, nhóm nghiên cứu cho biết phương pháp của họ có thể là cách thương mại đầu tiên khả thi để thu hồi lithium từ pin chết.
Thật vậy, theo Daily Metal Prices, lithium có giá 13,17 USD/kg trên thị trường mở tại thời điểm viết bài. Vì vậy, phương pháp này thực sự rẻ hơn so với việc mua lithium.
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng công trình của họ được thiết kế như một nghiên cứu chứng minh ý tưởng và tin rằng cần phải nỗ lực hơn nữa để mở rộng quy mô và hoàn thiện khám phá của nhóm.

 

Tác giả: LH, (New Atlas)

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây