Khi ngành công nghiệp xe năng lượng mới (NEV) của Trung Quốc bùng nổ, một thách thức lớn đang hiện hữu: số lượng pin xe điện đã qua sử dụng ngày càng tăng. Tuy nhiên, thay vì xem đây là rác thải, Trung Quốc đang nỗ lực biến những cục pin "nghỉ hưu" này thành nguồn tài nguyên quý giá, thông qua các giải pháp tái sử dụng và tái chế tiên tiến, cùng với những đột phá công nghệ hứa hẹn.
Thị trường pin cũ khổng lồ
Tốc độ tăng trưởng cao trong sản xuất và tiêu thụ xe năng lượng mới cũng đồng nghĩa với việc số lượng pin đã qua sử dụng bị rút khỏi lưu thông sẽ tiếp tục tăng theo thời gian. Theo dự báo của Ủy ban Chuyên môn Tái chế Pin năng lượng mới của Trung Quốc, đến năm 2027, tổng lượng pin điện đã qua sử dụng sẽ đạt 1,14 triệu tấn. Nếu không được xử lý đúng cách, pin điện đã qua sử dụng không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí rất lớn nguồn lực xã hội.
Theo dữ liệu đến cuối năm 2024, Trung Quốc sở hữu 31,4 triệu xe năng lượng mới, với lượng pin lắp đặt hàng đầu thế giới trong nhiều năm. Hiện tại, quốc gia này đang bước vào giai đoạn pin xe điện hết vòng đời sử dụng quy mô lớn. Trang Xinhuanet trích dẫn một báo cáo, kết quả cho thấy đến năm 2030, quy mô thị trường tái chế pin sẽ vượt mốc 100 tỷ NDT (hơn 364.000 tỷ đồng).
Hình minh họa. Ảnh: EuroNews
Hai phương pháp chính: Tái sử dụng theo bậc thang và tái chế
Khi dung lượng pin giảm xuống dưới 80% so với định mức, pin không còn phù hợp để sử dụng trên ô tô điện và cần được xử lý. Các chuyên gia cho biết, có hai phương pháp chính:
Tái sử dụng theo bậc thang: Đối với pin có dung lượng còn 50% đến 80%, chúng sẽ được tháo dỡ, tái tổ hợp và sử dụng cho các mục đích khác ít đòi hỏi hơn như nguồn điện khẩn cấp, thiết bị lưu trữ năng lượng hoặc trong các phương tiện tốc độ thấp.
Tái chế: Nếu dung lượng pin giảm xuống dưới 40%, pin sẽ được tháo dỡ, nghiền nát để chiết xuất các nguyên liệu kim loại quý như coban, niken, lithium để tái sản xuất pin mới.
Tại Khu công nghiệp Laogang, Thượng Hải, dây chuyền tháo dỡ xe năng lượng mới thông minh do Trung Quốc tự phát triển đầu tiên đã đi vào hoạt động. Giám đốc điều hành Công ty Tháo dỡ ô tô môi trường Jinqiao Thượng Hải, ông Shi Shengdong cho biết, pin lithium và hệ thống điều khiển điện chiếm hơn 50% giá trị tháo dỡ của một chiếc xe năng lượng mới.
Những cục pin này sau đó được gửi đến các doanh nghiệp tái chế pin, nơi các vật liệu tái sinh được chiết xuất bằng phương pháp hóa học. Tỷ lệ thu hồi niken, coban, mangan đạt 99,6% và lithium đạt 91%, cho phép tái chế thành vật liệu cực dương để sản xuất pin mới, thực sự "biến rác thành tài nguyên".
Tiêu chuẩn hóa và đột phá công nghệ phục hồi pin
Để tối ưu hóa việc tái chế pin cũ, Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin Trung Quốc đã ban hành phiên bản mới của "Quy định ngành về sử dụng toàn diện pin điện thải xe năng lượng mới" vào tháng 12/2024. Các quy định mới này tập trung vào các khía cạnh chính:
Tối ưu hóa chỉ số kỹ thuật: Tăng tỷ lệ thu hồi lithium trong quá trình luyện kim từ 85% lên không dưới 90%. Bổ sung các chỉ số mới như tỷ lệ thu hồi bột điện cực sau khi nghiền không dưới 98%.
Cập nhật tiêu chuẩn: Bổ sung các tiêu chuẩn tháo dỡ và mã hóa pin xe năng lượng mới đã qua sử dụng.
Yêu cầu mới đối với pin xe đạp điện: Pin tái sử dụng theo bậc thang không được dùng cho xe đạp điện, và các doanh nghiệp tái chế phải xử lý pin lithium-ion thải từ xe đạp điện.
Hình minh họa. Ảnh: SCMP
Điều đặc biệt hấp dẫn là khả năng "phục hồi" pin cũ. Cụ thể, nhóm nghiên cứu của Đại học Phúc Đán đã công bố kết quả nghiên cứu đột phá về "điều trị chính xác" cho pin lithium, giúp pin cũ "hồi sinh". Phát hiện cho thấy, vấn đề lão hóa pin thường tập trung ở các ion lithium hoạt động bị mất đi. Bằng cách bổ sung chính xác lượng ion lithium bị mất, tuổi thọ pin có thể kéo dài đáng kể. Nhóm đã phát triển một phân tử vận chuyển lithium giống như "thuốc", có thể tiêm vào pin để bổ sung ion lithium.
Thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ: "Công nghệ của chúng tôi có thể đạt được điều trị chính xác, giúp pin phục hồi về trạng thái ban đầu sau khi sử dụng. Một pin lithium sắt phosphate thương mại thông thường sẽ bị suy giảm dung lượng và hết hạn sử dụng sau 2000 lần sạc. Với công nghệ này, chúng ta có thể kéo dài thời gian sử dụng lên đến 12.000 lần mà vẫn giữ được trạng thái gần như ban đầu."
Phân tử này được tìm ra nhờ sự kết hợp giữa công nghệ trí tuệ nhân tạo và kiến thức hóa học, xây dựng cơ sở dữ liệu về cấu trúc và tính chất phân tử. Công nghệ này đã được thử nghiệm trên nhiều loại pin và đang hợp tác với các công ty pin hàng đầu quốc tế, hứa hẹn sớm được ứng dụng vào thực tiễn.
Với những chính sách, công nghệ tái chế hiện đại và đặc biệt là những nghiên cứu đột phá trong việc phục hồi pin, Trung Quốc đang định hình một mô hình cho ngành công nghiệp xe điện. Việc biến pin cũ thành tài sản không chỉ giải quyết vấn đề môi trường mà còn mở ra một nguồn tài nguyên chiến lược mới, góp phần vào tương lai năng lượng xanh của quốc gia tỷ dân này.