Trong quá trình tăng trưởng xanh toàn cầu, sử dụng xe điện được xem là giải pháp đón đầu, thể hiện sứ mệnh bảo vệ môi trường sống. Vào năm 2022, doanh số bán ô tô điện đã vượt qua ngưỡng 10 triệu chiếc, đánh dấu mức tăng 55% so với năm trước, theo KrASIA.

Tuy nhiên, xe điện luôn phụ thuộc vào pin để cung cấp năng lượng cho hệ thống vận hành và thiết bị pin này chắc chắn chỉ có tuổi thọ hữu hạn. Khi thị trường xe điện ngày càng phát triển, câu hỏi đặt ra là: “số phận” pin xe điện sẽ đi về đâu khi hết thời hạn sử dụng?

Sở hữu những ưu điểm vượt trội về dòng xả, tỷ lệ hao hụt, pin LFP được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất xe điện toàn thế giới, trở thành lựa chọn ngày càng được ưa chuộng bởi nhiều đại gia EV như Tesla hay BYD, với mức độ độc hại thấp và giá thành rẻ hơn so với pin axit-chì truyền thống.

LFP là viết tắt của cụm từ Lithium Ferrous Phosphate - Lithium sắt phốt phát (LiFePO4) có cấu tạo tích trữ năng lượng kiểu mới. Đây là loại pin có dòng xả ổn định ngay cả khi dung lượng dưới 50%, giúp xe không bị giảm tốc độ dù trong tình trạng yếu năng lượng. Pin LFP được đánh giá là chìa khóa mở ra tương lai cho ngành EV khi không cần phụ thuộc vào các kim loại quý hiếm như Coban, Niken. 

Mặt khác, pin LFP lại chứa một số khoáng chất quan trọng như lithium và than chì, thường được sử dụng trong sản xuất máy tính xách tay và thiết bị di động. Do đó, nhiều nhà cung cấp đang phải đối mặt với những thách thức trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về pin.

Giải pháp khả thi để giải quyết vấn đề này là tái chế pin LFP. Hiện tại, các phương pháp tái chế xoay quanh việc sử dụng kỹ thuật thủy luyện hoặc hỏa luyện. Hai phương pháp này cần dung dịch hóa học và nhiệt tương ứng để tinh chế, chiết xuất các kim loại như lithium, gây hại nặng nề cho môi trường sống.

Trong bối cảnh đó, NEU Battery Materials đã phát triển phương pháp chiết xuất áp dụng kỹ thuật luyện kim nhằm tái chế những viên pin xe điện đã qua sử dụng. Phương pháp đòi hỏi quy trình tách điện hóa để chiết xuất lithium từ pin, một nguồn tài nguyên quý giá có thể dùng để sản xuất pin mới.

Theo ông Bryan Oh, Giám đốc điều hành NEU Battery Materials, giải pháp chú trọng tính bền vững nhờ khả năng hoạt động trong điều kiện áp suất khí quyển và nhiệt độ phòng tiêu chuẩn. 

Nguồn gốc của phát minh bắt nguồn từ nghiên cứu công nghệ oxy hóa khử được thực hiện tại Đại học Quốc gia Singapore. Kết quả nghiên cứu được tiếp thu nhằm phát triển giải pháp độc quyền NEU Battery Materials, tách lithium khỏi các thành phần pin khác một cách hiệu quả.

Sau khi bị nghiền nát, pin LFP sẽ được phân tách điện hóa trong lò phản ứng với dung dịch của NEU Battery Materials, đẩy ion lithium di chuyển qua màng. Quá trình này giúp thu được hai chất: lithium và hydro.

Lúc này, công ty sẽ chiết xuất lithium và bán lại cho các nhà sản xuất tái sử dụng với nhiều mục đích khác nhau.

NEU Battery Materials hoạt động trên hai mô hình kinh doanh. Nhà sản xuất có thể tích hợp công nghệ tái chế này tại cơ sở riêng hoặc mua lithium đã tái chế từ NEU.

Bên cạnh đó, công ty đã lên kế hoạch sẵn sàng mở rộng quy mô để nhu cầu gia tăng của dòng pin EV.

PHƯƠNG PHÁP TÁI CHẾ XANH

Lợi ích chính của kỹ thuật tách nằm ở mức tiêu thụ năng lượng thấp. Bằng cách giảm thiểu việc sử dụng axit và nhiệt trong quá trình tách chất, cách tiếp cận này hạn chế tạo ra chất thải gây ô nhiễm và tiết kiệm chi phí. Từ góc độ rộng hơn, CEO Oh chia sẻ rằng, kéo dài tuổi thọ thiết bị điện tử là phương án khả thi nếu muốn cải thiện tính bền vững.

"Những viên pin EV là một thách thức đáng kể vì chúng thường không được xử lý đúng cách. Nhiệm vụ của chúng tôi là tách các vật liệu có giá trị từ những viên pin này và đưa chúng trở lại chuỗi cung ứng. Đây chính là bản chất của nền kinh tế tuần hoàn: chuyển hướng các vật liệu đã nằm tại bãi phế thải lâu ngày", CEO Oh khẳng định.

THÁCH THỨC CÒN TỒN TẠI

Tuy nhiên, giải pháp nào cũng có những thách thức riêng. Khi NEU Battery Materials nỗ lực mở rộng sản xuất, khó khăn trong việc chuyển đổi hoạt động từ quy mô phòng thí nghiệm sang nhà máy tái chế dường như không thể tránh khỏi.

"Nhiệm vụ của chúng tôi là kết hợp hài hòa giải pháp với nhu cầu thực tế ở quy mô lớn, đòi hỏi sự nhuần nhuyễn về kỹ thuật và vận hành. Nhóm chúng tôi cần đảm bảo song song phát triển công nghệ và chuyển đổi mô hình sang nhà máy tái chế", vị CEO cho biết.

TRIỂN VỌNG TƯƠNG LAI

NEU Battery Materials đang hợp tác và nhận được nhiều hỗ trợ từ các tổ chức khác nhau. Gần đây, công ty đã thành lập một cơ sở nhỏ trong nhà máy nghiền pin thuộc công ty Secure Waste Management chuyên thu hồi, tái chế và tái sử dụng chất thải điện tử.

Mặc dù đang nỗ lực mở rộng phạm vi toàn cầu, startup vẫn cam kết cải thiện hiệu quả hoạt động tại Singapore. Mục tiêu hiện tại của NEU là tự động hóa dây chuyền, đây sẽ là bước quan trọng để nâng cao quy trình và sứ mệnh tái chế.