Theo báo chí nước ngoài đưa tin, trên tạp chí "Hóa học ứng dụng" (Angewandte Chemie) của Đức, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã giới thiệu một phương pháp mới để thu hồi lithium từ pin lithium-ion đã qua sử dụng.
Tái chế pin lithium-ion là một nhiệm vụ khó khăn và quá trình thu hồi lithium chất lượng cao để tái sử dụng rất phức tạp và tốn kém. Mục tiêu của hầu hết các quy trình tái chế là tách lithium từ cực âm, nơi chứa hầu hết lithium khi pin cạn kiệt. Tuy nhiên, lithium này kết tủa với các kim loại khác ở cực âm và rất khó tách rời.
Việc khai thác lithium từ cực dương (chủ yếu bao gồm than chì) hiệu quả hơn đáng kể và có thể được thực hiện mà không cần xả pin trước. Tuy nhiên, do khả năng phản ứng cao nên có nguy cơ cháy nổ cao nếu lithium ở cực dương bị lọc ra khỏi dung dịch nước như thông thường. Những phản ứng này có thể giải phóng một lượng lớn năng lượng và tạo ra hydro.
Nhóm nghiên cứu do Yuguo Guo và Qinghai Meng đứng đầu tại Viện Khoa học Hóa học thuộc Viện Khoa học Trung Quốc (ICCAS) và Đại học Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (UCAS) hiện đã phát triển một phương pháp thay thế để tránh những vấn đề này. Thay vì sử dụng nước, các nhà nghiên cứu đã sử dụng dung dịch hữu cơ không proton để thu hồi lithium từ cực dương. Các chất không proton không thể giải phóng bất kỳ ion hydro nào và do đó không thể tạo thành khí hydro.
Dung dịch này bao gồm các hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) và ete làm dung môi. Một số PAH có thể hấp thụ các ion lithium tích điện dương và một electron từ cực dương than chì. Trong điều kiện ôn hòa, phản ứng oxi hóa khử này được kiểm soát và rất hiệu quả. Sử dụng pyrene PAH trong tetraethylene glycol dimethyl ether, lithium hoạt động ở cực dương có thể được hòa tan gần như hoàn toàn.
Một ưu điểm khác là dung dịch lithium-PAH thu được có thể được sử dụng trực tiếp làm chất phản ứng, ví dụ như thêm lithium vào cực dương mới khi xử lý trước hoặc tái tạo cực âm đã qua sử dụng. Hệ thống PAH/dung môi có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa cho vật liệu đang được xử lý .
Quy trình tái chế hiệu quả và tiết kiệm chi phí này không chỉ làm giảm rủi ro về an toàn mà còn giúp tránh lãng phí và mở ra những triển vọng mới cho việc tái chế bền vững pin lithium-ion.
