Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện

Pin lithium-ion chứa niken, coban và lithium, những nguồn tài nguyên có giá trị đóng vai trò chính trong việc cung cấp năng lượng cho xe điện.

Khai thác là phương pháp điển hình để tìm ra những kim loại cần thiết, nhưng quá trình này gây ra chi phí môi trường cao. Các nhà khoa học đã nghiên cứu giải pháp thay thế bền vững hơn. Trong nỗ lực hợp tác, Panasonic Energy và Sumitomo Metal Mining - một công ty chuyên về tái chế kim loại màu, đang triển khai một chương trình tái chế pin vòng kín. Sáng kiến ​​này tập trung vào việc tái chế niken từ cực âm của pin lithium-ion.

Phương pháp "pin sang pin" hướng tới nền kinh tế xanh bền vững (Ảnh: Interesting Enginneering)

Niken sunfat thu được sau đó sẽ được sử dụng để tạo ra vật liệu catot mới, sẽ được sử dụng trong pin lithium-ion của Panasonic Energy để hoàn thành chu trình. Quy trình tái chế giúp tái sử dụng trực tiếp vật liệu pin, thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn bền vững.

“Đây là sáng kiến ​​tái chế vòng kín đầu tiên, trong đó, các sản phẩm hết vòng đời được tái chế thành nguyên liệu thô và tái sử dụng trong quá trình sản xuất pin ô tô của Panasonic Energy”, công ty tuyên bố trong thông cáo báo chí.

Chiết xuất niken phế liệu thành niken sunfat chất lượng cao

Điểm khởi đầu sẽ là pin phế liệu từ nhà máy Osaka của Panasonic Energy tại Nhật Bản.

Theo đó, Sumitomo Metal Mining sẽ chiết xuất niken từ loại phế liệu này, biến nó thành niken sunfat chất lượng cao để làm cực âm cho pin lithium-ion.

Khi pin cung cấp năng lượng cho thiết bị, các ion lithium di chuyển từ cực âm đến cực dương. Vật liệu cực âm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của pin, cụ thể là khả năng lưu trữ năng lượng và độ ổn định của pin.

Khi việc áp dụng EV ngày càng tăng, dự kiến ​​lượng pin hết hạn sử dụng sẽ tăng đột biến vào khoảng năm 2030. Để duy trì thị trường EV đang phát triển, việc tái chế là điều cần thiết do nguồn niken, coban và lithium tinh chế được sử dụng trong pin có hạn.

Kazuo Tadanobu, Tổng giám đốc điều hành của Panasonic Energy cho biết: "Việc xây dựng một chương trình tái chế bền vững cho pin lithium-ion hết hạn sử dụng là rất quan trọng đối với sự mở rộng của xe điện trong tương lai".

Sử dụng 20% vật liệu catot tái chế

Sau khi thu hồi niken, sáng kiến ​​tái chế này đặt mục tiêu mở rộng sang lithium và coban vào năm 2026. Công ty đặt mục tiêu sử dụng 20% ​​vật liệu catot tái chế trong pin ô tô của mình vào năm 2030. Phương pháp khai thác này giúp giảm lượng khí thải carbon dioxide và phù hợp với mục tiêu giảm một nửa lượng khí thải carbon của Panasonic vào năm tài chính 2031.

Sáng kiến ​​này đánh dấu một bước tiến lớn hướng tới nền kinh tế tuần hoàn bằng cách thiết lập quy trình tái chế “pin-sang-pin” khép kín. Điều này tạo ra một chu trình tự duy trì, trong đó các nguồn tài nguyên liên tục được đưa trở lại quy trình sản xuất để giảm chất thải và nhu cầu khai thác nguyên liệu thô.

“Chúng tôi đang thúc đẩy các sáng kiến ​​ở cả Nhật Bản và Hoa Kỳ, và thông qua quan hệ đối tác với Sumitomo Metal Mining, với chuyên môn sâu rộng về tái chế kim loại màu, đẩy nhanh nỗ lực hướng tới hiện thực hóa nền kinh tế tuần hoàn. Sự hợp tác này hỗ trợ sứ mệnh thúc đẩy một xã hội bền vững”, Tadanobu nói thêm

Ngoài Panasonic Energy, còn có nhiều công ty đang nỗ lực tận dụng tối đa pin lithium-ion đã qua sử dụng vì một tương lai bền vững.

Ví dụ, một công ty có trụ sở tại Hoa Kỳ, Re/cell, gần đây đã công bố việc phát triển các khối pin lithium-ion được làm từ pin xe điện Tesla tái chế.

Còn Sumitomo, một công ty sản xuất pin có trụ sở tại Nhật Bản, đã có kinh nghiệm trong việc tái chế đồng và niken từ pin lithium-ion kể từ năm 2017.

Theo Interesting Engineering