Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Cuộc chay đua sản xuất pin lithium-ion để giúp chuyển dịch sang giao thông điện tiềm ẩn nhiều nguy cơ với môi trường. Trong khi đó, thế giới đang hành động mạnh hơn để chống lại biến đổi khí hậu khi những hệ quả của cuộc khủng hoảng khí hậu ngày càng rõ ràng hơn trong thời gian gần đây: khủng hoảng thiếu nước sạch tại Pakistan, thành phố Jackson (Mỹ), lũ lụt bất thường tại Seoul (Hàn Quốc), Nhật Bản trải qua mùa hè nóng kỷ lục kể từ năm 2010,… (Ảnh: NOAA)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Các nghiên cứu đã chỉ ra ngành giao thông vận tải (GTVT) đóng góp lượng phát thải khí nhà kính lớn thứ 3 sau ngành năng lượng và nông nghiệp kể từ năm 1990. Do đó, xu hướng chung của ngành GTVT hiện nay là phát triển các loại phương tiện giao thông chạy bằng điện, cũng như xây dựng cơ sở hạ tầng điện, nhằm giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hoá thạch. (Ảnh: Getty)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Có thể phương tiện giao thông chạy bằng điện thay vì xăng có thể góp phần giảm phát thải khi nhà kính, tuy nhiên việc xử lý pin điện trong các phương tiện này lại là một vấn đề nan giải khác. Đơn cử, pin lithium-ion trong ô tô điện có thể sạc lại nhiều lần tuy nhiên rất khó phân huỷ, gây tác động lớn đến môi trường. (Ảnh: Getty)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?

Trong khi đó, sự phát triển của xe điện phụ thuộc vào sự gia tăng của quá trình sản xuất pin, tiềm ẩn nhiều nguy phát thải những chất động hại khác ra môi trường trong cả vòng đời của sản xuất loại pin này. "Số lượng pin đang được sản xuất và tiêu thụ làm tăng khả năng xảy ra các vấn đề về môi trường. Ví dụ, các chất phân tách bằng polypropylene và polycarbonate phải mất hàng trăm hoặc hàng nghìn năm để phân hủy và gây thêm gánh nặng cho môi trường. Đó là chưa kể đến vấn đề vi phạm nhân quyền xảy ra ở những nơi sản xuất các thành phần của pin như coban”, - Liangbing Hu - Giám đốc Trung tâm Đổi mới Vật liệu của Đại học Maryland (Mỹ). (Ảnh: Unsplash)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Trên thực tế, pin lithium-ion đang ở khắp nơi, chứ không chỉ trong mỗi chiếc xe điện mà rất nhiều người dân trên thế giới hiện đang sở hữu hoặc sẽ sở hữu trong tương lai. Đó là lý do cần có giải pháp căn cơ bản chất hơn để giảm thiểu tác động của pin lithium-ion này đối với môi trường. (Ảnh: Dignited)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Trong bài báo được công bố mới đây trên tạp chí Matter, nhóm nhà nghiên cứu Liangbing Hu đã trình bày phát minh về loại pin làm từ vỏ cua có thể thay thế pin lithium-ion và dễ phân huỷ trong môi trường, Cnet đưa tin. Về nguyên lý cơ bản, pin điện thoại sử dụng một chất đặc biệt được gọi là chất điện phân để xáo trộn các ion, hoặc các hạt tích điện qua lại giữa cực âm và cực dương để tạo ra nguồn điện. Chất điện phân trong pin hiện nay sử dụng các loại hóa chất dễ cháy và rất khó phân hủy sinh học. Trong khi đó, pin mà Hu và các đồng nghiệp nghiên cứu ra ở dạng gel, được tìm thấy trong một vật liệu sinh học có tên chitosan. Đây là chất dễ phân hủy sinh học. (Ảnh: Liangbing Hu)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
"Chitosan là một sản phẩm phái sinh của chitin. Có rất nhiều nguồn để lấy chitin như tế bào của nấm, bộ xương ngoài của động vật giáp xác và mực ống", Hu nói. Nhưng nguồn chitosan dồi dào nhất, theo Hu, nằm trong các bộ xương ngoài của loài giáp xác, như đuôi tôm, vỏ tôm hùm và tất nhiên là cả vỏ cua", Hu nói. "Bạn có biết nơi tìm thấy những bộ vỏ cua đó không? Các quán hải sản. Bạn có thể tìm thấy nó trên bàn của bạn". (Ảnh: Liangbing Hu)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Một nghiên cứu năm 2015 trên tạp chí Nature cho biết, có khoảng 6-8 triệu tấn vỏ cua, tôm và tôm hùm thải loại được sản xuất trên toàn cầu. Hãy nghĩ đến việc thịt một con cua chỉ chiếm khoảng 40% khối lượng của nó. Điều này chắc chắn tạo ra khá nhiều chất thải thực phẩm. (Ảnh: Getty)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Những vỏ cua, tôm nói riêng, vỏ hải sản nói chung thường được đổ vào bãi rác hoặc biển. Kể cả với hình thức xử lý chất thải thực phẩm tưởng chừng đơn giản này cũng có thể tốn kém tới hơn 100 USD/tấn. Bên cạnh đó, các bãi chôn lấp rác thường tạo ra nhiều khí thải độc hại. Vì vậy, từ quan điểm sản xuất pin phân hủy sinh học, các nhà khoa học tin rằng nếu tất cả loại vỏ cua đó có thể tái sử dụng thành một thứ hữu ích, giúp bảo vệ hành tinh này thì đây sẽ là một ”lợi ích kép” dành cho cả con người và thiên nhiên. (Ảnh trái: Fiona Pepper; Ảnh phải: Anniqa Law/TNC)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?
Theo nghiên cứu của nhóm Hu, chitosan được sử dụng trong các nguyên mẫu pin của họ đã phân hủy hoàn toàn trong vòng 5 tháng, để lại một thành phần kim loại là kẽm - chứ không phải chì hoặc lithium như các loại pin lithium-ion hiện tại. Và nếu là kẽm, vật liệu này hoàn toàn có thể tái chế được. Hiện tại, Hu cho biết việc sử dụng chitosan làm chất điện phân trong pin có thể giúp phân hủy sinh học 2/3 thành phần của pin nhưng trong tương lai, nhóm hy vọng có thể giải quyết được 1/3 thành phần còn lại. "Trong tương lai, tôi hy vọng tất cả thành phần trong pin đều có thể phân hủy sinh học", Hu nói. (Ảnh: Liangbing Hu)
Thay thế pin lithium-ion bằng pin làm từ vỏ cua và tôm hùm: Khả thi không?

Loại pin thử nghiệm mà họ tạo ra cũng có hiệu suất năng lượng đạt 99,7% sau 1.000 chu kỳ sạc, đồng nghĩa đây là lựa chọn khả thi để lưu trữ năng lượng gió hay mặt trời trong lưới điện. Đó là một sự cải tiến lớn khi hầu hết các tùy chọn lưu trữ hiện nay đều chỉ có hiệu suất trung bình khá. Các nhà nghiên cứu cho biết thành phần có nguồn gốc từ vỏ cua có thể là phần còn thiếu để pin tiến lên một cấp độ mới. Liệu pin làm từ vỏ cua, và sau này có thể là vỏ tôm hùm, vỏ các loại thuỷ hải sản khác có thể thay đổi tương lai của ngành sản xuất pin điện một cách bền vững? (Ảnh: Unsplash)