Lithium, nguồn năng lượng cần thiết cho điện thoại, xe điện và nhiều thiết bị, là kim loại nhẹ nhất với mật độ năng lượng cao, tiềm năng điện hóa lớn và khả năng sạc-xả sạc lặp lại hiệu quả. Dù lithium có trữ lượng dồi dào, việc khai thác từ tự nhiên lại tốn kém, khó khăn và gây hại cho môi trường. Vì thế, các nhà khoa học Mỹ đang chuyển khai thác pin lithium-ion thải loại nhưng vẫn chứa lượng lithium đáng kể.

 

Trước đây, các nhà khoa học đã sử dụng nhiều phương pháp như sử dụng vi sóng để giải phóng lithium trong pin cũ, nhưng việc tách riêng kim loại này khỏi hỗn hợp vật liệu vẫn rất đắt đỏ. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Illinois Urbana-Champaign do GS. Xiao Su dẫn đầu, đã phát triển một kỹ thuật mới nhằm khắc phục vấn đề chi phí và hiệu quả.

Kỹ thuật mới bắt đầu bằng việc tháo rời pin đã qua sử dụng rồi ngâm các bộ phận vào dung môi hữu cơ, tạo ra dung dịch chứa lithium cùng các kim loại khác. Để thu hồi lithium, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một điện cực đặc biệt từ chất đồng trùng hợp, gồm hai loại phân tử: một loại có khả năng bám chọn lọc vào ion lithium và một loại phản ứng với dòng điện. Khi được đặt trong dung dịch và điện hóa, điện cực “hút” chọn lọc lithium, đồng thời để lại các kim loại khác.

Kết quả cho thấy điện cực không chỉ tách lithium hiệu quả mà còn duy trì độ dẫn điện ổn định qua hơn 500 chu kỳ. Quan trọng hơn, chi phí thu hồi lithium chỉ khoảng 12,70 USD/kg, thấp hơn đáng kể so với các phương pháp tái chế truyền thống: ngâm chiết bằng axit tiêu tốn khoảng 81-462 USD/kg, đồng thời tạo ra chất thải hóa học; và nung chảy nhiệt độ cao là 36-126 USD/kg, nhưng hiệu suất tách lithium thấp. Theo Daily Metal Prices, chi phí thu hồi lithium thấp hơn cả giá lithium trên thị trường ở mức 13,17 USD/kg.

Cần thực hiện thêm nhiều nghiên cứu để mở rộng quy mô và tối ưu hóa hệ thống. Nhóm nghiên cứu hy vọng phương pháp tách kim loại bằng điện hóa để tái chế kim loại, không chỉ trong nước mà cả từ dung môi hữu cơ, sẽ thúc đẩy một chuỗi cung ứng lithium tuần hoàn và bền vững hơn, đồng thời giảm tác động môi trường do các phương pháp khai thác phụ thuộc vào khai thác mỏ và tác động môi trường.

N.P.D (NASTIS), theo Newatlas, 1/2026