Đã tìm ra cách tái chế pin bằng nước lã, xe điện sắp đại hạ giá?

Một nhóm nhà khoa học Cộng hòa Séc do Tiến sĩ do Miloslav Polášek dẫn đầu vừa công bố phương pháp tái chế kim loại đất hiếm từ nam châm trên pin xe điện chỉ dùng nước làm dung môi cùng các phân tử chelat đặc chế. Đây là bước tiến đủ sạch và đủ tinh khiết để đem trở lại chuỗi cung ứng sản xuất nam châm mới. Thông tin do Viện Hóa học Hữu cơ và Hóa sinh (IOCB Prague) công bố, đồng thời được đăng kèm trong bài báo trên Journal of the American Chemical Society.

Nam châm neodymium (Nd) trong động cơ điện là thành tố then chốt của nhiều công nghệ, từ ôtô điện đến tuabin gió. Nhưng khai thác và tinh chế các nguyên tố này gây ra lượng lớn chất thải độc hại và phóng xạ. Do đó, việc thu hồi nguyên liệu từ rác thải điện tử, mô-tơ hết hạn đang được xem là trọng tâm để giảm lệ thuộc nguồn nguyên liệu sơ cấp, đặc biệt khi nguồn cung chỉ tập trung ở một vài quốc gia.

Phương pháp mới dùng nước lã làm dung môi để tách lọc, tái chế pin. Ảnh minh họa

Khác với các quy trình truyền thống cần axit mạnh, dung môi hữu cơ và nhiệt độ cao, nhóm nghiên cứu sử dụng nước ở nhiệt độ phòng cùng các chelator (tác nhân kết hợp ion) thuộc loại macrocyclic. Về mặt hóa học, các phân tử này “bắt” chọn lọc ion neodymium, làm chúng kết tủa ra khỏi dung dịch, từ đó dễ tách lọc và tinh chế. Quy trình được mô tả là không tạo ra chất thải hữu cơ độc hại như trong nhiều phương pháp hiện hành.

Theo báo cáo của nhóm, khi xử lý mẫu nam châm lấy từ động cơ ôtô điện, họ đã thu hồi neodymium với độ tinh khiết đạt 99,7%, đủ để sản xuất lại các nam châm hiệu suất cao. Thành công này cho thấy vật liệu sau tái chế có thể quay trở lại chu trình sản xuất mà không cần phụ thuộc hoàn toàn vào nguyên liệu khai thác mới.

Nếu được thương mại hóa rộng rãi, phương pháp này sẽ giảm chi phí sản xuất pin và xe điện đáng kể. Ảnh minh họa

Công nghệ đã được nhóm nghiên cứu bảo hộ bằng bằng sáng chế và hiện đang trong giai đoạn đánh giá tính khả thi, đồng thời tìm kiếm đối tác công nghiệp để thử nghiệm quy mô lớn. Nếu được thương mại hoá rộng rãi, phương pháp này có thể giảm nhu cầu khai thác mới, hạ chi phí nguyên vật liệu cho nam châm và góp phần kéo giá thành pin cũng như xe điện xuống thấp hơn. Hơn nữa, phương pháp thân thiện môi trường sẽ giảm gánh nặng ô nhiễm từ quá trình tinh chế truyền thống, tăng tính bền vững cho toàn bộ vòng đời sản phẩm.