Nhóm nghiên cứu tại Đại học Wisconsin - Madison, Mỹ đã phát triển một phương pháp mới tái chế lithium từ pin xe điện cũ một cách hiệu quả. Phương pháp điện hóa chi phí thấp này giúp thu hồi lithium từ pin LFP (lithium-sắt-phosphate) đã qua sử dụng.

Việc thu hồi lithium từ pin LiFePO₄ bằng các phương pháp thông thường, có thể không khả thi về mặt kinh tế, bởi trong pin LiFePO₄ không có kim loại quý nào khác ngoài lithium.

Kyoung-Shin Choi, Giáo sư hóa học giải thích: “Hiện nay, chưa có phương pháp kinh tế nào để thu hồi lithium từ pin LFP đã qua sử dụng, mặc dù thị trường đang dần chuyển sang loại pin này. Khai thác lithium từ mỏ và các nguồn nước mặn có thể rẻ hơn, nhưng lại gây ra nhiều hệ lụy môi trường. Nguồn lithium tự nhiên cũng có chỉ có hạn, do đó, cần có một phương pháp sáng tạo khả thi về mặt thương mại để thu hồi lithium từ pin LFP nhằm hỗ trợ nền kinh tế pin tuần hoàn và cạnh tranh”.

Trong nghiên cứu, các tác giả đã phát minh ra một hệ thống điện hóa gồm có một tế bào chiết xuất Li⁺ và một tế bào thu hồi Li⁺, có thể tái chế ion Li⁺ từ pin LiFePO₄ đã qua sử dụng thành các hợp chất lithium có độ tinh khiết cao như Li₃PO₄, Li₂CO₃ hoặc LiOH với quy trình đơn giản và chi phí thấp.

Trong khi thu hồi Li⁺, các tế bào này đồng thời tái sinh lượng axit đã tiêu thụ cho quá trình hòa tan Li⁺, từ đó giảm thiểu lượng hóa chất cần dùng và rác thải phát sinh, giúp việc tái chế Li⁺ bền vững và thân thiện môi trường.

Quy trình điện hóa hai bước của GS. Choi không cần điều kiện đặc biệt và giảm thiểu tối đa sử dụng hóa chất. Trong bước 1, ion lithium được hòa tan ra khỏi pin LFP đã qua sử dụng và được điện cực lưu trữ ion lithium chọn lọc hấp thụ. Trong bước 2, các ion lithium được giải phóng trong một dung dịch riêng biệt để thu hồi dưới dạng hóa chất lithium tinh khiết.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi của công nghệ bằng cách thử nghiệm với cả pin LFP thương mại và chất thải công nghiệp phổ biến thu được sau khi xử lý pin LFP. GS. Choi nhấn mạnh: “Công nghệ đã chứng minh được hiệu quả, nhưng cần mở rộng quy mô theo cách tiết kiệm chi phí. Để thương mại hóa thành công, công nghệ này cần được tích hợp với các bước khác trong quy trình tái chế tổng thể, như sản xuất và xử lý chất thải công nghiệp phổ biến”.

N.P.D (NASTIS), theo Interestingengineering, 8/2025