Nguy cơ cháy nổ trong việc tái chế pin ô tô điện và điện thoại di động

Ngày nay, pin Lithium-ion gần như được sử dụng trong mọi thiết bị điện tử của chúng ta. Chúng có trong máy tính xách tay, TV, điện thoại di động, xe điện, thuốc lá điện tử, dụng cụ điện và thậm chí trong một số thiệp chúc mừng, đồ dùng trang trí. Năm 2019, thị trường pin lithium-ion toàn cầu được định giá 36,7 tỷ USD và được dự đoán sẽ tăng lên hơn 129 tỷ đô la vào năm 2027.

• Xử lý cell pin đã hỏng: Bài toán đặt ra khi ô tô điện trở nên thịnh hành

Công nghệ lưu trữ năng lượng này đã mở ra tiềm năng về một xã hội không dùng nhiên liệu hóa thạch, góp phần giảm thiểu những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu. Nhưng mặt khác, những nguồn điện này nổi tiếng là dễ bay hơi và trở thành mối nguy hiểm gây ra cháy nổ, đặc biệt là vào cuối vòng đời của chúng. Trong vài năm gần đây, pin lithium-ion bị bỏ đi là nguyên nhân gây ra các vụ hỏa hoạn thảm khốc tại các nhà máy tái chế ở Mỹ, Anh, Pháp và Trung Quốc.

Năm 2016, một đám cháy kinh hoàng đã xảy ra tại Trung tâm Môi trường Shoreway ở San Carlos, California, gây thiệt hại trị giá 6,8 triệu USD. Nguyên nhân của vụ cháy là do pin lithium-ion được tái chế không đúng cách. Chúng cũng đã gây ra thảm họa ở các bãi rác và xe chở rác. Theo ước tính, Mỹ và Canada đã phải gánh chịu thiệt hại trị giá hơn 1,2 tỷ USD vì các vụ cháy pin lithium-ion.

Vấn đề cốt lõi xảy ra ở những viên pin lithium-ion cũ đã không thể sử dụng và cuối cùng nằm trong thùng rác hoặc thùng tái chế. Trong quá trình thu gom và tái chế, những viên pin này có thể không được phát hiện trong đống rác. Chúng có thể bị nghiền nát trong một chiếc xe tải, vô tình bị vỡ vụn trên băng chuyền trong các cơ sở tái chế chất thải.

Khi tấm chắn giữa cực âm và cực dương của pin lithium-ion bị vỡ, nó gây ra phản ứng nhiệt tách rời khỏi các phân tử lithium. Các phân tử này sau đó đạt đến nhiệt độ cực cao trong thời gian ngắn và bốc cháy hoặc phát nổ.

Michael Timpane, phó chủ tịch của Resource Recycling Systems, một công ty tư vấn tái chế có trụ sở tại Michigan, cho biết: “Các nghiên cứu đã chứng minh rằng so với số lượng pin lithium-ion được bán hàng năm, không có nhiều pin được chuyển qua hệ thống chất thải điện tử hoặc chất thải nguy hại để tái chế.”

Timpane, người đã dành bốn năm qua nghiên cứu mối nguy hiểm này cho biết thêm “Không ai biết con số chính xác nhưng cả đống pin này cuối cùng sẽ bị bỏ vào thùng rác. Thách thức của chúng ta là phải loại bọ pin lithium-ion ra các loại chất thải rắn. “

Trong khi việc tái chế pin không phải là điều mới mẻ đối với lĩnh vực rác thải điện tử, nhưng pin lithium-ion đã qua sử dụng lại là một thách thức mới. Rất khó để thu hồi lithium và các kim loại hiếm khác như coban trong quá trình tái chế. Kể từ năm 2021, các nhà sản xuất pin như China’s BYD Co, Toyota Motor Corp và GM, đã và đang cố gắng để làm cho pin lithium-ion ổn định hơn cho xe điện bằng cách sử dụng các loại kim loại khác nhau như mangan, phốt phát và ít coban hơn.

Vòng đời trung bình của pin lithium-ion là gần 15 năm, và đến năm 2030, người ta ước tính rằng ít nhất 2.619.000 tấn pin lithium-ion sẽ cần được tái chế. Hiện nay, ngành công nghiệp tái chế ở Mỹ đã thiết lập các nhà máy mới với công nghệ tiên tiến và công suất cao hơn để chuẩn bị cho sự tăng trưởng này.

“Pin lithium-ion đã qua sử dụng đang gây ra các vụ cháy nổ tại các cơ sở tái chế. Điều này có thể khiến mọi người không muốn đầu tư vào các cơ sở thu hồi vật liệu. Việc làm khả dĩ nhất hiện nay chính là không để cho bất kỳ thiết bị nào có pin lithium-ion được vứt vào các loại chất thải rắn.” Ông Timpane cho biết.

Điều quan trọng nhất lúc này là phải tuyên truyền cho cộng đồng về rủi ro của việc thải bỏ các sản phẩm điện tử cũ có pin lithium-ion trong các thùng rác tái chế. Các chiến dịch nâng cao nhận thức cho người dân, như dự án Call2Recycle ở Akron, Ohio, Mỹ, nhấn mạnh sự cần thiết chỉ vứt bỏ những vật dụng này ở những địa điểm cho phép. Việc này có thể giúp ngăn ngừa hỏa hoạn xảy ra ngay từ ban đầu.

Minh Hoàng (theo popsci.com)