Nhật Bản phát triển phương pháp thu hồi tới 90% lithium từ pin EV thải bỏ
(tech.supercarblondie.com)- Một cơ sở tái chế của Nhật Bản đã thu hồi khoảng 90% lithium từ pin EV thải bỏ, cải thiện đáng kể hiệu suất so với các phương pháp hiện có thường có tỷ lệ thu hồi dưới 50%
- Thay vì dùng natri hydroxide như trước, quy trình sử dụng lithium hydroxide thu hồi được để chuyển đổi black mass thành lithium độ tinh khiết cao có thể tái sử dụng trong pin mới
- Ngoài tỷ lệ thu hồi cao, phương pháp này còn có thể giảm khoảng 40% lượng phát thải carbon so với các công nghệ tái chế hiện có
- Nhật Bản, nước nhập khẩu phần lớn khoáng sản dùng cho pin, có thể giảm phụ thuộc vào nhập khẩu và tăng tính ổn định của chuỗi cung ứng thông qua tái chế lithium trong nước
- Chỉ khoảng 14% pin lithium-ion thải bỏ đi vào hệ thống tái chế chính thức, nên cần mở rộng hạ tầng thu gom; nước này có kế hoạch mở rộng năng lực sản xuất vào năm 2027 và khai thác vật liệu ở quy mô hàng chục nghìn tấn mỗi năm vào năm 2035
Quy trình tái chế nâng cao tỷ lệ thu hồi
- Một cơ sở tái chế của Nhật Bản đã thành công trong việc chiết xuất khoảng 90% lithium từ pin thải bỏ
- Các quy trình hiện có thường có tỷ lệ thu hồi lithium dưới 50%
- Lithium thu hồi được xử lý thành vật liệu độ tinh khiết cao có thể dùng lại trong pin mới
- Điểm cốt lõi của quy trình là thay thế natri hydroxide truyền thống bằng bột lithium hydroxide thu hồi được
- Thay đổi hóa học này giúp chuyển đổi black mass, phần chất thải của pin, thành lithium độ tinh khiết cao
- So với các công nghệ tái chế hiện có, phương pháp này có thể giảm khoảng 40% lượng phát thải carbon
Tác động đến chuỗi cung ứng và điều kiện để mở rộng
- Lithium là nguyên liệu cốt lõi của pin EV, việc khai thác tốn nhiều chi phí và năng lượng, đồng thời đi kèm các vấn đề địa chính trị
- Nhật Bản, nước nhập khẩu phần lớn khoáng sản dùng cho pin, có thể giảm phụ thuộc vào nhập khẩu và ổn định chuỗi cung ứng bằng cách mở rộng tái chế trong nước
- Để có thể mở rộng trên thực tế, trước hết cần cải thiện tỷ lệ thu gom pin thải bỏ còn thấp
- Hiện tại, chỉ khoảng 14% pin lithium-ion thải bỏ ở Nhật Bản đi vào hệ thống tái chế chính thức
- Cần mở rộng mạnh hạ tầng thu gom có khả năng hỗ trợ điều này
- Có kế hoạch mở rộng năng lực sản xuất đến năm 2027 và đến năm 2035 sẽ chiết xuất hàng chục nghìn tấn vật liệu mỗi năm
- Nếu áp dụng thành công ở quy mô lớn, cách sản xuất và tái sử dụng pin EV cũng như cách xử lý chất thải pin có thể cùng thay đổi
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Bài viết hoàn toàn không có tên trường đại học, viện nghiên cứu, nhà khoa học hay liên kết dẫn chứng, nên không tạo được độ tin cậy rằng nó đang truyền tải nội dung thật sự vững chắc
Chi tiết hơn có trong bài của TechSpot
Pin xe điện quá lớn và quá đắt để có khả năng bị chôn lấp, và có lẽ các chính sách của Nhật nhằm ngăn việc vứt bỏ dễ dàng pin lithium cỡ nhỏ mới thực tế hơn trong việc giảm rác thải
Có vẻ nó đang nhầm lẫn giữa tái chế pin và thu hồi lithium, vốn là hai bước riêng biệt để đạt được tỷ lệ tái sử dụng lithium cao
Tỷ lệ thu hồi cao từ pin không phải điều đáng ngạc nhiên
Vốn dĩ lithium không được khai thác ở dạng nguyên tố mà quy trình được thiết kế để chiết xuất từ nguyên liệu đầu vào độ tinh khiết thấp, trong khi pin lithium lại là nguyên liệu đầu vào có độ tinh khiết rất cao
Điểm mấu chốt là khi nào mạng lưới quy trình tái chế đạt được tính kinh tế, và ắc quy chì-axit cũng đã trải qua quá trình tương tự để hiện nay được tái chế trên thực tế gần như 100%
Ắc quy chì-axit đủ chắc để có thể đeo găng tay mà tách cực dương và cực âm, giống như gỡ pepperoni khỏi pizza, còn pin lithium thì gần hơn với việc rút đúng một loại protein cụ thể ra khỏi xúc xích bologna, trong khi vật chất đó có thể bốc cháy nếu tiếp xúc với không khí
Ngành ô tô và pin đã đẩy gánh nặng tổn hại sức khỏe sang các quốc gia nơi việc thực thi quy định và kiểm tra lỏng lẻo hơn, còn người lao động thì rất cần việc làm
Có thể tham khảo bài của New York Times về Mexico và bài về ngộ độc chì ở châu Phi
Lợi thế chính của lithium là được sử dụng đại trà với thành phần hóa học được tiêu chuẩn hóa
Nếu có thể tái chế đất hiếm và kim loại khan hiếm để duy trì tính độc lập nguồn cung, thì chi phí có cao hơn đôi chút cũng chấp nhận được; hợp tác nghiên cứu thorium giữa Thụy Sĩ và Đan Mạch cũng có thể được xem trong cùng bối cảnh đó
Nó có tính phản ứng và hút ẩm cao, và khi tiếp xúc với nước sẽ giải phóng hydro fluoride độc hại và có tính ăn mòn, nên nếu nguồn cung lithium không cực kỳ thiếu hụt thì hiệu quả kinh tế có thể thấp
Dù vậy, pin thải sẽ sớm phát sinh với số lượng lớn nên vẫn phải tái chế, nhưng bài báo không có các chi tiết cần thiết
Bài viết không nói rõ công nghệ của công ty này khác gì so với phương pháp hiện có, đồng thời cũng bỏ qua thực tế là ở Mỹ, EU và Trung Quốc đã có nhiều công ty tái chế pin
Đối thủ cạnh tranh cũng đạt tỷ lệ thu hồi tương tự hoặc cao hơn nên 90% không có gì đặc biệt, và bỏ lỡ 10% lithium từ pin vốn đậm đặc hơn mỏ tự nhiên rất nhiều là một tổn thất lớn
Yếu tố chính đang cản trở ngành tái chế hiện nay không phải công nghệ mà là thiếu pin thải để tái chế
Phần lớn pin sản xuất trong 10 năm qua vẫn còn đang được sử dụng, và một số còn có thể dùng thêm khoảng 10 năm nữa trong thiết bị lưu trữ, nên để tái chế trở thành nguồn cung nguyên liệu quy mô lớn có lợi nhuận thì có lẽ phải chờ thêm cả một thế hệ nữa
Ngoài ra còn phải thu hồi cả cobalt, nickel, đồng và graphite
Tương tự ắc quy chì-axit, có thể yêu cầu trả lại pin cũ hoặc nộp tiền đặt cọc khi mua sản phẩm mới, như với thuốc lá điện tử dùng một lần bị vứt ra môi trường
Thậm chí có thể khuyến khích người ta nhặt thuốc lá điện tử bị vứt ngoài đường để mang đi hoàn trả và nhận lại tiền cọc
Tôi không hiểu vì sao một bài báo không có kết quả đột phá và cũng thiếu chi tiết để chứng minh giá trị tin tức lại đứng đầu Hacker News
Tài liệu có ý nghĩa hơn là bài báo này, cho thấy có thể hoàn thiện chu trình tuần hoàn của vật liệu LFP theo cách mở rộng được và hiệu quả chi phí, đồng thời đạt tỷ lệ thu hồi lithium cao và trách nhiệm môi trường
Cả hai đều màu trắng
Mercedes đã mở một nhà máy vào năm 2024 với tỷ lệ tái chế 96% của toàn bộ pin, nên khó thấy công nghệ của Nhật là bước đột phá lớn đến mức nào
Có thể xem tại giới thiệu nhà máy tái chế Kuppenheim của Mercedes-Benz
Theo tài liệu này, tiêu chuẩn ngành về tỷ lệ thu hồi lithium là 90%, và thu hồi với chiết xuất là hai khái niệm khác nhau
Một số cơ sở sử dụng quy trình cacbonat hóa đã đạt trên 95%
Dù vậy vẫn phải xử lý chúng như rác thải điện tử
Tài liệu liên quan có thể xem tại tính kinh tế của tái chế pin xe điện, tuổi thọ pin xe điện, thảo luận HN 1, thảo luận HN 2
Nhật Bản là một trong những quốc gia đầu tiên trải qua hạn chế xuất khẩu đất hiếm từ Trung Quốc kể từ năm 2010
Xem sự kiện va chạm tàu cá Trung Quốc ở quần đảo Senkaku và phản ứng của Nhật Bản trước sự thống trị chuỗi cung ứng của Trung Quốc, có vẻ sau cú sốc này đã có nhiều chính sách đa dạng được đưa ra
Việc Toyota tập trung phát triển xe điện pin nhiên liệu (FCEV) ít phụ thuộc vào chuỗi cung ứng Trung Quốc cũng là một trong số đó, và khoảng trống tạo ra từ lựa chọn này có thể đã giúp doanh nghiệp Trung Quốc và Mỹ gia tăng thị phần trong thị trường xe điện pin
Tuy vậy, tùy tình hình tương lai, vẫn có khả năng FCEV và lựa chọn của Nhật Bản rốt cuộc sẽ được chứng minh là đúng
Các trạm nạp hydro ở California từng có cảm giác rất lạ, nhưng khi biết về hạ tầng và hệ sinh thái xe cộ do chính phủ Nhật và các doanh nghiệp liên minh xây dựng, nó trông như một dòng lịch sử thay thế chỉ tồn tại ở Nhật Bản
Hiện nay hydro về thực chất là dầu mỏ cộng thêm một công đoạn xử lý, và điện phân hiệu quả cần các vật liệu cực kỳ hiếm như iridi, bạch kim hoặc gốm đặc chủng cho điện phân nhiệt độ cao liên tục
Tôi nghi ngờ cấu trúc như vậy có thể thay thế dầu mỏ và pin hay không
Số FCEV chở khách mà Toyota bán trong 10~20 năm qua nhiều nhất cũng chỉ khoảng 20.000 xe, chưa bằng một phần tư doanh số Prius trong một quý
Ngay từ đầu nó đã gần với chủ nghĩa vị lai bị thổi phồng, và những người lan truyền điều đó dường như không hiểu rõ thực tế
Nếu có nhiều nhiên liệu hóa thạch hoặc có thể kiếm pin lithium giá rẻ thì FCEV không hợp lý, nhưng nếu xem hydro như một phương tiện lưu trữ năng lượng ít bị nghẽn cổ chai tài nguyên hơn thì nó trở nên phần nào hợp lý
Các công ty muốn tái sử dụng pin xe điện làm thiết bị lưu trữ cho lưới điện đang không bảo đảm được đủ pin thải
Ngay cả khi dung lượng giảm xuống dưới 80%, chúng vẫn có thể dùng thêm nhiều năm trong hệ lưu trữ, vì tuổi thọ thực tế của pin dài hơn rất nhiều so với những gì người ta từng biết
Tôi tự hỏi liệu có thể thay bài này bằng bài gốc của NHK World hay không
Có khả năng đây là tin cũ
Lithium chỉ là một phần trong giá trị của pin xe điện; nickel, cobalt và graphite đắt hơn nhiều, còn đồng và nhôm cũng có giá trị lớn
Nếu không thể thu hồi hiệu quả phần lớn các vật liệu chủ chốt thì khó có thể xem đó là tái chế đầy đủ
Hơn nữa, thành tựu này cũng không có gì đặc biệt; Redwood Materials cho biết họ có thể thu hồi trung bình trên 95% nickel, cobalt, đồng, nhôm, lithium và graphite từ pin lithium-ion
Chi tiết có tại hướng dẫn tái chế của Redwood Materials
Khó nhất là tái chế lithium, và vì vấn đề này vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn, nên việc tập trung vào chất điện phân lithium sẽ bị thải bỏ hàng loạt trong tương lai gần là hợp lý