Việc sử dụng sóng âm thanh siêu âm đã được áp dụng để phục hồi acquy. Các nhà nghiên cứu từ dự án ReLiB tại Viện Faraday của Vương quốc Anh cho biết quá trình này đã được chứng minh là nhanh hơn 100 lần so với các cách tái chế thông thường. Nó cũng bền vững hơn và ít tiêu tốn năng lượng hơn.
Tấm đồng này đã được giải phóng khỏi lớp phủ graphit đen và thành phần hoạt tính bằng cách đưa qua thiết bị siêu âm. Các thành phần trong dung dịch có độ tinh khiết cao và chất thu hồi được là đồng nguyên chất (Ảnh: Viện Faraday, Đại học Birmingham, Đại học Leicester)
Sóng siêu âm có thể là chìa khóa cho một phương pháp tái chế acquy mới và đạt hiệu quả cao.
Nghiên cứu mới từ Viện Faraday của Vương quốc Anh đã gợi ý rằng sự tách lớp bằng sóng siêu âm có thể mang lại một cách tiếp cận bền vững và nhanh chóng. Các nhà nghiên cứu cho biết kỹ thuật này không chỉ nhanh hơn và thân thiện với môi trường hơn so với các quy trình luyện kim thủy lực và luyện kim, mà các nhà nghiên cứu cho biết nó còn có thể tạo ra các vật liệu có độ tinh khiết cao hơn.
Chìa khóa để mở khóa khả năng tái chế acquy nằm ở việc thu hồi các vật liệu nguyên chất từ các cực âm, nơi chứa phần lớn kim loại quý của acquy như niken, mangan và coban mang lại cho acquy đặc tính ban đầu của chúng.
Những thành phần đó được tạo thành một lớp màng xốp dày 200 μm dán lên lá đồng và nhôm bằng một chất kết dính đặc biệt. Các chất kết dính thường được sử dụng bao gồm polyvinylidene difluoride, hỗn hợp carboxymethyl cellulose và cao su styrene-butadiene.
Các nhà tái chế thường cắt nhỏ acquy và xử lý chúng bằng lửa hoặc dung môi nước để thu hồi các kim loại quý như vậy, với nhược điểm là tiêu thụ năng lượng và thải hoá chất độc hại ra mội trường.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu từ các trường đại học Birmingham và Leicester, làm việc trong dự án nghiên cứu tái chế pin ‘ReLiB’ của Viện Faraday đã đề xuất một phương thức tái chế mới. Họ đã công bố những phát hiện của mình trên mảng tái chế pin Lithium-ion bằng sóng siêu âm cường độ cao, trên tạp chí Green Chemistry.
Công nghệ thương mại
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một hệ thống siêu âm 20mm, hoạt động ở tần số 20 kHz với công suất lên đến 2.200 W. Ở tần số và công suất đó, các bong bóng tạo khoang chứa hơi nước hình thành ngẫu nhiên, dao động mạnh và giãn nở trước khi xẹp lại. Chúng gây ra hiệu ứng bùng nổ trên bề mặt của các thành phần hoạt động, các vụ nổ của bong bóng tạo lỗ hổng mạnh hơn chất kết dính cao phân tử, dẫn đến sự phân tách hoàn toàn của kim loại ra khỏi điện cực.
Andrew Abbott, từ Đại học Leicester, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Kỹ thuật mới này hoạt động theo cách tương tự như máy khử cặn siêu âm của nha sĩ, phá vỡ các liên kết kết dính giữa lớp phủ và chất nền. “Nhiều khả năng việc sử dụng công nghệ ban đầu sẽ sử dụng phế liệu từ các cơ sở sản xuất acquy làm nguyên liệu đầu vào và cung cấp nguyên liệu tái chế đưa thẳng vào dây chuyền sản xuất acquy. Đây có thể là một bước thay đổi thực sự trong việc tái chế acquy. "
Các nhà nghiên cứu đã tìm ra phương pháp mới chỉ mất khoảng mười giây để làm sạch một tấm điện cực nhanh gấp 100 lần so với phương pháp trước đây.
Các nhà nghiên cứu đã lấy ra được đến 99,5% vật liệu của cực dương và cực âm trong thí nghiệm, phần còn lại bao gồm các hạt có kích thước nhỏ hơn 3 μm - quá nhỏ để phục hồi trong quá trình lọc. Các nhà nghiên cứu cho rằng những hạt đó là phụ gia đen carbon. Để so sánh, các quy trình luyện kim thủy lực hiện tại sử dụng dung dịch axit sulfuric chỉ đạt được hiệu suất thu hồi khoảng 67% nguyên liệu.
Giá cả cho việc tái chế
Nhóm nghiên cứu từ English Midlands cho biết việc tái chế bằng sóng siêu âm sẽ tốn 0,1$ cho mỗi 150 gam vật liệu được tái chế nhưng acquy cần được tháo rời rất cẩn thận và các tấm điện cực hoàn toàn nguyên vẹn để đưa vào thiết bị siêu âm. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết thêm, 5-20% chất thải acquy là phế liệu từ sản xuất, không cần tháo rời. Theo nhóm nghiên cứu của Viện Faraday việc tái chế bằng sóng siêu âm đã phù hợp cho nhu cầu này. Các nhà nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho kỹ thuật tái chế mới của họ.
Nguồn: PV-Magazine
