Các nhà nghiên cứu tại MIT vừa công bố một phương pháp đột phá có thể sản xuất lithium từ đá cứng với chi phí chỉ bằng một nửa so với phương pháp truyền thống. Phát minh này hứa hẹn cách mạng hóa ngành năng lượng, đặc biệt là trong lĩnh vực xe điện và hệ thống pin gia đình.
Phương pháp mới: Sản xuất lithium ở nhiệt độ phòng
Theo tạp chí PV Magazine, các nhà khoa học MIT đã phát triển một quy trình sử dụng nước và amoni florua để phân hủy quặng spodumene – một nguồn lithium quan trọng trong đá cứng. Khác với phương pháp nung truyền thống ở nhiệt độ trên 1.000 độ C, quy trình mới diễn ra ở nhiệt độ phòng hoặc gần nhiệt độ phòng, giúp giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ và chi phí sản xuất.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, đã được thử nghiệm thành công trên 17 nguồn spodumene khác nhau. Ở quy mô phòng thí nghiệm, dung môi và chất phản ứng có thể được thu hồi và tái sử dụng trong một chu trình khép kín, với lượng chất thải gần như bằng không.
Tác động đến ngành năng lượng và pin
Phương pháp mới không chỉ giảm chi phí sản xuất lithium mà còn thu hồi nhôm và silic như những sản phẩm phụ hữu ích, giúp giảm chất thải và tăng tính bền vững. Camden Hunt, cựu quản lý dự án tại Trung tâm Điện khí hóa và Khử carbon trong Công nghiệp của MIT và là đồng tác giả của bài báo, nhấn mạnh tính cấp bách của thách thức này: "Đến năm 2040, chúng ta cần tăng gấp bốn lần sản lượng lithium toàn cầu, điều này tương đương với việc xây dựng hàng trăm nhà máy sản xuất lithium mới."
Nhu cầu lithium dự kiến sẽ tăng mạnh khi ngày càng nhiều xe điện, dự án lưu trữ năng lượng lưới điện và pin dự phòng gia đình được đưa vào sử dụng. Việc bổ sung hệ thống lưu trữ pin vào hệ thống năng lượng mặt trời là một trong những cách tốt nhất để giảm chi phí năng lượng, bảo vệ ngôi nhà khỏi sự cố mất điện và đạt được sự độc lập về năng lượng.
Tiềm năng thương mại hóa và chuỗi cung ứng
Quá trình thương mại hóa đang được tiến hành thông qua Rock Zero, một công ty con được thành lập bởi nhóm nghiên cứu MIT, mặc dù quy trình này vẫn chưa được chứng minh ở quy mô ngành công nghiệp pin. Yet-Ming Chiang, giáo sư khoa học và kỹ thuật vật liệu, đồng thời là đồng tác giả, cho biết: "Chúng tôi tin rằng phương pháp này là cách tiết kiệm năng lượng và chi phí nhất để khai thác lithium không chỉ từ đá cứng mà còn từ mọi nguồn khác."
Hunt nhấn mạnh cơ hội rộng lớn hơn cho chuỗi cung ứng nội địa: "Đá cứng rất dồi dào; bạn có thể tìm thấy nó ở khắp mọi nơi. Nếu bạn có thể tìm ra cách dễ dàng hơn để khai thác đá, lấy lithium ra và tạo ra các muối lithium dùng cho pin, bạn có thể thay đổi thị trường lithium."
Dù chặng đường từ phòng thí nghiệm MIT đến việc ứng dụng đại trà vẫn còn nhiều thử thách kỹ thuật, nhưng bước đi đột phá này đã chứng minh rằng đôi khi những giải pháp cho các cuộc khủng hoảng toàn cầu lại đến từ những nguyên liệu đơn giản xung quanh cuộc sống thường nhật của chúng ta.
