Mỹ phát hiện loại vật liệu 'thần kỳ' giúp giải quyết bài toán về ‘núi’ rác thải pin xe điện

Phần lớn các nỗ lực tái chế pin xe điện hiện nay vừa tốn kém vừa gây hại môi trường. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới của MIT mở ra hướng tiếp cận an toàn và khả thi hơn.

Trên tạp chí Nature Chemistry, các nhà khoa học MIT công bố vật liệu mới có thể làm chất điện phân cho pin thể rắn, dễ hòa tan trong dung môi hữu cơ và không cần điều kiện nhiệt độ, hóa chất khắc nghiệt, mở ra triển vọng tái chế pin xe điện ở quy mô lớn.

Tác giả chính Yukio Cho (Đại học Stanford) cho biết nhóm bắt đầu từ những vật liệu dễ tái chế và tìm cách khiến chúng phù hợp với pin. Ông nhấn mạnh, việc thiết kế pin có khả năng tái chế ngay từ đầu là một hướng tiếp cận hoàn toàn mới. Nhóm nghiên cứu cũng xác định chất điện phân là thành phần khó xử lý nhất nhưng lại đóng vai trò nền tảng.

Hiệu suất của vật liệu mới vẫn chưa đạt chuẩn ngành, nhưng kỳ vọng việc tích hợp từng phần vào pin sẽ mở đường cho quy trình tái chế thuận lợi hơn.

Nhóm nghiên cứu lựa chọn aramid amphiphile (AA) một phân tử có khả năng tự lắp ráp làm chất điện phân. Bằng cách gắn thêm polyethylene glycol (PEG), chất dẫn ion lithium, vào một đầu phân tử, vật liệu này khi tiếp xúc với nước sẽ tự hình thành cấu trúc nanoribbon, cho phép vận chuyển ion lithium.

Để kiểm chứng, nhóm đã chế tạo một cell pin thể rắn từ các vật liệu thông thường. Kết quả cho thấy các nanoribbon có thể vận chuyển ion lithium, nhưng hiệu suất sạc và xả nhanh vẫn còn hạn chế.

Yukio Cho thừa nhận hiệu suất của vật liệu mới vẫn chưa đạt chuẩn ngành, nhưng kỳ vọng việc tích hợp từng phần vào pin sẽ mở đường cho quy trình tái chế thuận lợi hơn.

Trong bối cảnh doanh số xe điện tăng mạnh và nguồn cung lithium ngày càng khan hiếm, vật liệu mới này hứa hẹn mở ra hướng đi cho tái chế pin quy mô lớn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vẫn cần chứng minh tính khả thi và hiệu quả kinh tế trong thời gian tới.