Hội nghị của Liên hợp quốc về Thương mại và Phát triển (UNCTAD) định nghĩa nền kinh tế tuần hoàn khuyến khích tái chế và tái sử dụng các sản phẩm, thay vì loại bỏ chúng và sau đó khai thác các nguồn tài nguyên mới.

Kinh tế tuần hoàn không chỉ giúp sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên mà còn giúp bảo vệ môi trường, một chủ đề nổi bật của hội nghị COP 26, và phát triển các lĩnh vực mới, tạo việc làm và phát triển các năng lực mới.

Trong thế kỷ 21, các nguồn năng lượng tái tạo đang có nhu cầu rất cao. Đó là do chúng ta bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và giữ cho môi trường không bị ô nhiễm.

Các nguồn năng lượng tái tạo như vậy đòi hỏi các thiết bị lưu trữ để sử dụng lâu dài năng lượng được tạo ra đó. Pin Li-Ion và Pin Axit Chì đóng vai trò quan trọng cho việc lưu trữ năng lượng.

Tuy nhiên, Pin Li-Ion có lợi thế hơn Pin Axit Chì là có vòng đời gấp 5 lần, sạc nhanh hơn, dung lượng cao hơn, kích thước pin nhỏ hơn, không cần bảo trì, hiệu quả tốt hơn và là giải pháp năng lượng sạch.

Nguyên mẫu của Pin Li-Ion (LIB) được phát triển bởi Akira Yoshino vào năm 1985. Pin Li-ion thương mại được phát triển bởi Sony và nhóm Asahi Kasei do Yoshio Nishi dẫn đầu vào năm 1991.

Trong tương lai gần, công nghệ pin sẽ là nền tảng của quá trình chuyển đổi năng lượng; tạo điều kiện cho quá trình khử cacbon trong nền kinh tế. Nhu cầu về năng lượng sạch đòi hỏi sử dụng ngày càng nhiều Pin Li-Ion (LIB).

Tuy nhiên, sự sẵn có của Lithium trong tự nhiên rất hạn chế. Nó được tìm thấy chủ yếu ở 5-6 quốc gia, ví dụ, Chile, Argentina, Australia, Trung Quốc, Zimbabwe và Bồ Đào Nha.

Lithium thường được chiết xuất bằng cách làm bay hơi các bể nước muối lớn hoặc từ quá trình khai thác đá cứng Spodumene và quặng của nó. Quá trình khai thác này đòi hỏi tiêu thụ nhiều năng lượng và thải ra khí CO2.

Ngoài ra, vòng đời ngắn (5-8 năm) của các LIB này khiến hàng trăm nghìn tấn pin này sẵn sàng đổ vào các bãi chôn lấp gây ô nhiễm không khí, nước và đất, đồng thời gây tải trọng lớn lên tài nguyên thiên nhiên.

Việc thiếu tài nguyên Lithium, vòng đời ngắn của LIB, đổ thải trong môi trường mở và nhu cầu cao về Xe điện (EV) đòi hỏi một quy trình tái chế thân thiện với môi trường để có được pin cấp Li, Co, Ni, Mn và các kim loại khác, do đó giảm sự phụ thuộc vào quặng tự nhiên và nhập khẩu nước ngoài.

Nếu được tái chế đúng cách, những viên pin đã qua sử dụng này có thể cung cấp nguyên liệu cơ bản cho ít nhất 60% sản lượng thiết bị dùng pin.

Luyện kim thủy lực và luyện kim màu là hai phương pháp chính có sẵn trên thị trường để tái chế LIB nhưng cả hai phương pháp này đều không bền vững hoặc hiệu quả về chi phí. Ngoài ra, chúng còn tạo ra nhiều khí thải rắn, khí độc hại và gây ra sự gia tăng đáng kể lượng khí thải carbon.

Các nhà lãnh đạo thế giới đã hứa giảm phát thải carbon và khí nhà kính tại COP26 ở Glasgow vì tương lai bền vững và việc sử dụng công nghệ tái chế xanh thực sự có thể tạo ra tác động to lớn trong việc đạt được điều tương tự.

Nó đòi hỏi việc tái chế phải là một quy trình khép kín duy nhất, bền vững và hiệu quả về chi phí.

Một trong những thành tựu trong việc đạt được hiệu quả tái chế thuộc về Công ty MiniMines Cleantech Solution Pvt. Ltd. vào tháng 7 năm 2021. Đây là một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Jaipur, Rajasthan ở Ấn Độ. Công ty đang phát triển các giải pháp mới và tiên tiến cho các vấn đề hiện tại bằng cách sử dụng chuyên môn của họ trong phát triển quy trình và lưu trữ năng lượng.

Nhóm MiniMines bao gồm Anupam Kumar, Arvind Bhardwaj, Ajay Saini và Srishti Kumawat, là những chuyên gia phát triển sản phẩm, phát triển kinh doanh mới, hợp tác với khách hàng, thương mại hóa (phòng thí nghiệm ra thị trường), chuyển giao công nghệ và xử lý các thiết bị tinh vi.

Họ có chuyên môn về công nghệ nano, khoa học vật liệu và hóa học (điện hóa, sáng chế dược, xúc tác để giảm CO2) và có nhiều năm kinh nghiệm làm việc trong các phòng thí nghiệm R&D như Trung tâm Nghiên cứu Nguyên tử Bhabha, Phòng thí nghiệm Hóa học Quốc gia CSIR, ONRG Singapore, Lực lượng Bảo vệ Bờ biển Ấn Độ , TheraChem Research MediLab, Viện hàn lâm (Đại học Manipal Jaipur), và các Công ty khởi nghiệp bao gồm Log9materials, Nanomatrix Materials.

MiniMines đã xuất bản hơn 15 ấn phẩm khoa học được bình duyệt và cũng đã nộp đơn đăng ký IP cho công nghệ khai thác Lithium từ pin thải.

Phương pháp luyện kim thủy lực lai bền vững và độc đáo do MiniMines phát triển để tái chế LIB là lấy vật liệu Anode và Cathode cấp pin.

Quy trình được cấp bằng sáng chế hiệu quả cao đã tiêu chuẩn hóa các thông số đang được công nhận là một công cụ đưa ra giải pháp cho một số thách thức phát triển bền vững xuyên suốt cấp bách nhất trên thế giới.

MiniMines được cố vấn bởi Deep Chandra Joshi, cựu Giám đốc Công ty Phát triển Nghiên cứu Quốc gia, Chính phủ Ấn Độ và Manish Uprety F.R.A.S., nhà ngoại giao và cố vấn đặc biệt của ALCAP cho châu Á và châu Phi.

Vào tháng 3 năm 2022, MiniMines hỗ trợ Trung tâm Ươm tạo Atal dưới sự bảo trợ của NITI Aayog, cơ quan tư vấn chính sách công cấp cao của Chính phủ Ấn Độ nhằm đóng góp cho Văn hóa Đổi mới và khởi nghiệp ở Ấn Độ.

Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), khi thế giới chuyển sang cuộc cách mạng xe điện, chúng ta cần công suất sản xuất pin 1.000 Gigawatthour (GWh) mỗi năm vào năm 2025 để đáp ứng mục tiêu toàn cầu về chuyển đổi xe điện.

Giống như các quốc gia khác trên thế giới, Ấn Độ cũng đang hướng đến cuộc cách mạng pin Li-ion và sẽ cần công suất sản xuất pin 50–60-Gigawatt giờ (GWh) cho đến năm 2025 để trở nên tự chủ.

Nghiên cứu thị trường cho thấy quy mô thị trường LIB toàn cầu ước tính sẽ tăng 94,4 tỷ USD vào năm 2025 với tốc độ tăng trưởng kép (CAGR) là 16,4%. Theo Diễn đàn Kinh tế Thế giới, khoảng 300.000 tấn pin dự kiến ​​sẽ được tái chế vào cuối năm 2030.

Thị trường tái chế LIB được đánh giá là hơn 10 tỷ USD vào năm 2030. Thị trường sản xuất pin tái chế toàn cầu ước tính đạt 4800 kg vào năm 2030.

MiniMines là một phần của cuộc cách mạng trong hệ sinh thái Xe điện nhằm tạo ra một nền kinh tế tuần hoàn cho các thiết bị lưu trữ năng lượng (LIB), bao gồm tìm nguồn cung ứng và thu thập pin đã sử dụng cũng như thu hồi các vật liệu cấp pin quý. Hệ sinh thái hoàn chỉnh dựa trên các nghiên cứu tiên tiến và các quy trình bền vững với môi trường.

Để phổ biến công nghệ được bảo vệ bằng IP và phương pháp vòng kín độc quyền chiết xuất Lithium trên toàn cầu, MiniMines cũng đang tìm hiểu và đàm phán thỏa thuận Chuyển giao Công nghệ (TOT) với các công ty hàng đầu ở Pháp và Nam Mỹ.

Đây là ví dụ tuyệt vời của chiến dịch sản xuất tại Ấn Độ (Make in India). MiniMines đang tìm cách hợp tác với các bên liên quan có uy tín là những bên tạo ra chất thải điện tử, các tổ chức và tập đoàn đang nghiên cứu và các vấn đề môi trường để đưa công nghệ này phát triển. Nó kết hợp cách tiếp cận sạch với môi trường, không thải khí độc hại, và phục vụ cho các mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc để đưa hạ mức xả thải carbon.

Tác giả: Anupam Kumar B.Tech, Người sáng lập MiniMines Cleantech Solution Pvt. Ltd.

Trung tâm Nghiên cứu Ấn Độ

Nguồn: https://www.indepthnews.net/index.php/sustainability/climate-action/5160-minimines-mixes-lithium-extraction-with-circular-economy-and-un-sdgs