Nguyên liệu không ngờ đến có thể thay đổi tương lai ngành pin xe điện

[sunshine1104]

Công ty Stora Enso và Northvolt Thụy Điển đã thử nghiệm những vật liệu hoàn toàn mới trong chế tạo pin xe điện với thành phần lấy từ cây tại các khu rừng ở Bắc Âu. Đây được kì vọng sẽ là bước tiến mới của ngành xe điện, với chi phí rẻ hơn và xanh hơn với môi trường.

Nhân tố mới trong ngành sản xuất pin xe điện

Các nhà sản xuất ô tô và các công ty năng lượng trên toàn cầu đang bước vào cuộc chạy đua pin xe điện để tìm ra những thành phần tối ưu nhất thúc đẩy sự bùng nổ của xe điện.

Thử nghiệm mới đây nhất trong lĩnh vực xe điện là việc sử dụng thành phần bằng gỗ trong pin xe điện, khiến cho những chiếc xe điện trở nên xanh hơn bao giờ hết.

Công ty Stora Enso đến từ Thụy Điển Northvolt do Volkswagen hậu thuẫn đã hợp tác phát triển một loại pin bền vững với cực dương được sản xuất từ carbon cứng dựa trên lignin có tên là Lignode, có nguồn gốc từ gỗ ở các khu rừng thứ sinh tại Bắc Âu.

Thông qua thỏa thuận hợp tác phát triển chung, hai công ty hy vọng sẽ thiết lập nên loại pin công nghiệp hóa đầu tiên sử dụng cực dương được làm hoàn toàn từ nguyên liệu thô của Châu Âu, giúp giảm lượng khí thải carbon của pin xe điện.

Mỗi công ty đều có những thế mạnh và kinh nghiệm chuyên sâu về sản xuất pin, điều này sẽ là sự đóng góp lớn vào sự phát triển của kế hoạch này. Stora Enso sẽ cung cấp vật liệu cực dương dựa trên lignin có tên là Lignode, được sản xuất từ gỗ tại các khu rừng thứ sinh ở Bắc Âu. Lignin là một polyme có nguồn gốc thực vật được tạo ra từ thành tế bào của thực vật trên đất khô, chiếm từ 20 đến 30% ở cây. Enso đã có một nhà máy thí điểm mà họ sử dụng cho các vật liệu carbon dựa trên sinh học ở Phần Lan, sản xuất khoảng 50.000 tấn lignin mỗi năm. Hiện nó đang nghiên cứu tiềm năng sản xuất công nghiệp của Lignode.

Ông Johanna Hagelberg, Phó chủ tịch điều hành phụ trách vật liệu sinh học tại Stora Enso cho biết: "Kế hoạch hợp tác với Northvolt đánh dấu một bước tiến mới trong sản xuất pin xe điện với vật liệu từ cây cối. Carbon cứng dựa trên lignin của chúng tôi và Lignode của Stora Enso sẽ đảm bảo nguồn cung cấp nguyên liệu cực dương (anode) chiến lược cho châu Âu, phục vụ nhu cầu pin bền vững cho các ứng dụng từ di động cho đến lưu trữ năng lượng tĩnh."

Trong khi đó Northvolt sẽ phát triển quy trình thiết kế và sản xuất cell pin, sau đó sẽ mở rộng quy mô công nghệ để sản xuất thương mại. Northvolt được thành lập vào năm 2016 và là nhà cung cấp các nguyên liệu quan trọng cho hệ thống pin ở châu Âu. Cho đến nay họ đã thu hút được 55 tỷ USD từ các công ty như BMW, Fluence, Scania, Volkswagen, Volvo Cars và Polestar để phát triển một loại pin lithium carbon thấp. Công ty cũng đang phát triển khả năng tái chế pin của mình với mục tiêu cung cấp 50% nguyên liệu thô cho pin mới vào cuối thập kỷ này.

Giải pháp cho tương lai xanh

Ông Emma Nehrenheim, Giám đốc Môi trường tại Northvolt giải thích rằng: "Với sự hợp tác này, chúng tôi đang khám phá một nguồn nguyên liệu thô bền vững mới và mở rộng chuỗi giá trị pin của châu Âu. Đồng thời phát triển một loại pin hóa học ít tốn kém hơn. Đây là một minh chứng thú vị về cách chúng tôi theo đuổi ngành pin song song giữa những tác động tích cực cả về xã hội và chi phí."

Các nhà sản xuất ô tô và các công ty năng lượng ngày càng gặp khó khăn trong việc cung cấp các thành phần pin. Nguyên nhân của sự chậm trễ này một phần do chuỗi cung ứng toàn cầu sau đại dịch Covid-19, ngoài ra nằm ở sự thiếu hụt trong các dự án khai thác đang hoạt động. Cơ quan Năng lượng quốc tế đã đưa ra giải thích rằng đang có một sự gia tăng trong nhu cầu về nguyên liệu sản xuất, bởi vậy cần khai thác rộng rãi để có thể cung cấp đủ cho nhu cầu của toàn cầu.

Một số quốc gia đặt mục tiêu loại bỏ dần việc bán xe chạy xăng và động cơ diesel kể từ cuối thập kỉ này, bởi vậy các nhà sản xuất ô tô đang cạnh tranh để phát triển các mẫu xe điện tốt nhất, tiết kiệm chi phí nhất khi nhu cầu từ các thị trường lớn như châu Âu, Bắc Mỹ và châu Á đang tăng lên nhanh chóng.

Vào tháng 6 vừa qua, EU đã trở thành khu vực tiên phong khi đưa ra quyết định cấm bán xe sử dụng động cơ đốt trong (ICE) vào năm 2035. Tuy nhiên việc cấm ô tô này sẽ đòi hỏi một khoản đầu tư lớn trong nghiên cứu, phát triển và sản xuất pin cũng như mở rộng quy mô toàn cầu trong các hoạt động khai thác.

Quyết định cấm xe chạy bằng xăng và dầu diesel nằm trong mục tiêu của các Chính phủ trong việc giảm lượng khí thải carbon bằng 0 vào năm 2050. Tuy nhiên việc chuyển đổi sự phụ thuộc từ tài nguyên thiên nhiên này sang tài nguyên thiên nhiên khác có thể khiến các nguyên liệu khác bị đe dọa.

Các dự án sản xuất cực dương bằng vật liệu gỗ có thể cung cấp một giải pháp thay thế bền vững hơn để phát triển pin. Nếu các thành phần tái tạo mới có thể được phát triển để sản xuất pin, nó sẽ giảm sự phụ thuộc vào khai thác khoáng sản vốn có thể gây suy thoái môi trường trên diện rộng.

Trong khi các nhà sản xuất ô tô và công ty năng lượng chạy đua để phát triển các loại pin lithium-ion sáng tạo và hiệu quả nhất thì một số công ty khác lại đi ngược lại. Họ tìm kiếm các vật liệu thay thế để sản xuất pin. Nếu các công ty thành công trong việc tìm ra giải pháp thay thế cho việc khai thác chuyên sâu tài nguyên thiên nhiên trong phát triển pin của họ, điều đó có thể cung cấp cho họ lợi thế cạnh tranh cần thiết để làm cho sản phẩm của họ nổi bật và bền vững hơn.