Trong một cuộc cách mạng mới nhằm cải thiện tình hình rác thải điện tử hiện tại và trong tương lai, đội ngũ nghiên cứu tại MIT đã phát triển một loại vật liệu pin tự lắp ráp. Đột phá này cho phép quá trình tháo dỡ các thiết bị trở nên dễ dàng hơn, chỉ cần hòa tan thành phần cốt lõi của chúng, hứa hẹn mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành sản xuất pin.
Chất điện phân tự phân hủy: “Kẹo bông gòn tan trong nước”
Một nhóm nghiên cứu tại MIT đã phát minh ra một chất điện phân thể rắn tự lắp ráp mới, đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết vấn đề rác thải điện tử ngày càng gia tăng. Chất điện phân này cấu thành từ các phân tử với cấu trúc hóa học tương tự như Kevlar. Khi tiếp xúc với nước, chúng tự động lắp ghép thành hàng triệu “nanoribbons” dẫn ion mạnh, và sau đó được nén nóng thành một vật liệu rắn, kết nối giữa cực dương và cực âm của pin.
Điểm đáng chú ý nhất là, khi hết vòng đời, toàn bộ cell pin có thể được thả vào một dung môi hữu cơ. Chất điện phân sẽ tan trong vài phút – một quá trình mà các tác giả nghiên cứu ví von như “kẹo bông gòn tan trong nước” – giúp pin dễ dàng bị tháo rời và tái chế các thành phần có giá trị.
“Thiết kế pin với tiêu chí tái chế từ đầu”: Hướng tới nền kinh tế tuần hoàn
Một trong các tác giả của nghiên cứu, Yukio Cho, đã chia sẻ: “Trước đây, chúng ta chỉ chú trọng vào việc phát triển vật liệu và thiết kế có hiệu suất cao, sau đó mới nghĩ đến giải pháp tái chế. Cách tiếp cận của chúng tôi là bắt đầu từ những vật liệu dễ tái chế và tìm kiếm cách để chúng có thể tương thích với pin. Thiết kế pin để tái chế ngay từ đầu là một hướng đi hoàn toàn mới.”
Pin lithium-ion được sử dụng phổ biến trong xe điện hiện nay
Dù rằng hiệu suất của các mẫu pin thử nghiệm hiện chưa đạt mức tương đương với pin thương mại, nhóm nghiên cứu tự tin rằng công nghệ này có thể góp phần phát triển một nền kinh tế tuần hoàn cho ngành pin, giảm thiểu nhu cầu khai thác liên tục các nguồn tài nguyên mới.
Phát hiện này mang lại ý nghĩa lớn lao, nhất là trong bối cảnh ngành công nghiệp xe điện phát triển mạnh mẽ, dẫn đến sự gia tăng đáng kể lượng rác thải pin trong tương lai. Nó không chỉ giải quyết vấn đề về môi trường mà còn mở ra một hành trình bền vững hơn cho lĩnh vực năng lượng.
