Phát minh gây chấn động ngành năng lượng: Nhân loại có thể tạo ra lithium với chi phí chỉ bằng một nửa

Các nhà nghiên cứu tại MIT cho biết họ có thể đã tìm ra một phương pháp đơn giản hơn để sản xuất lithium từ đá cứng: một quy trình diễn ra ở nhiệt độ phòng hoặc gần nhiệt độ phòng và dự kiến sẽ giảm chi phí khoảng một nửa.

Đó có thể là một bước phát triển lớn đối với mọi thứ, từ xe điện đến hệ thống pin gia đình, vốn dựa vào lithium để lưu trữ năng lượng một cách tiết kiệm và đáng tin cậy.

Theo tạp chí PV Magazine, spodumene, một nguồn lithium quan trọng trong đá cứng, là trọng tâm của phương pháp mới này. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng nước và amoni florua để phân hủy quặng, tránh bước nung thông thường ở nhiệt độ trên 1.000 độ C và thu hồi nhôm và silic như những sản phẩm phụ hữu ích.

Nghiên cứu này được công bố trên tạp chí Science, đã được thử nghiệm 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 trong điều kiện đó.

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, đã nhấn mạnh tính cấp bách của thách thức này.

Theo tạp chí PV Magazine, Hunt cho biết: "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."

Tại sao điều đó lại quan trọng?

Hiện nay, 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 của bạn khỏi sự cố mất điện và thậm chí đạt được sự độc lập về năng lượng bằng cách hoạt động độc lập khỏi lưới điện. Các công cụ miễn phí của EnergySage có thể giúp bạn kết nối với các báo giá lắp đặt cạnh tranh cho cả giải pháp lưu trữ pin gia đình và tấm pin mặt trời, giúp người dân bình thường tiết kiệm tới 10.000 USD cho việc lắp đặt năng lượng mặt trời và nhận được các ưu đãi cụ thể tùy thuộc từng địa phương.

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. Nếu quy trình này có thể được mở rộng quy mô thương mại, nó có thể giảm chi phí và gánh nặng năng lượng trong việc sản xuất một trong những vật liệu pin quan trọng nhất thế giới.

Vì phương pháp khai thác quặng cứng hiện nay tiêu tốn rất nhiều năng lượng và tạo ra nhiều chất thải, một giải pháp thay thế có thể mang lại hiệu quả sâu rộng. Việc sản xuất lithium ở nhiệt độ phòng đồng thời tạo ra nhôm và silica có thể sử dụng được sẽ giúp giảm chi phí trong toàn bộ chuỗi cung ứng và làm cho quá trình sản xuất pin bền vững hơn.

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.

Tiềm năng từ nguồn cung dồi dào

Hunt nhấn mạnh cơ hội rộng lớn hơn cho chuỗi cung ứng nội địa, chia sẻ với tạp chí PV Magazine rằng: "Đá cứng rất dồi dào; bạn có thể tìm thấy nó ở khắp mọi nơi."

Ông nói thêm: "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."

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."

Dù chặng đường từ phòng thí nghiệm MIT đến việc ứng dụng đại trà trên các phương tiện giao thông đường bộ như xe tải, tàu hỏa hay thậm chí là máy bay vẫn còn nhiều thử thách kỹ thuật cần hoàn thiện, 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.