CHLB ĐỨC – Các chuyên gia ước tính đến năm 2030, gần 3 triệu tấn pin xe điện đã qua sử dụng sẽ cần tái chế. Trước vấn đề này, công ty Festo không chỉ cung cấp các giải pháp tự động hóa dạng mô-đun cho quá trình sản xuất pin, lắp ráp mô-đun/ bộ pin và lắp đặt vào khung gầm xe điện (platform integration) (*), mà còn mở rộng sang quy trình tháo dỡ, tái chế, hay nói đúng hơn là phân tách vật liệu.
(*) Platform integration: Trong lĩnh vực sản xuất xe điện và tự động hóa công nghiệp, ‘platform integration’ là quá trình lắp ghép và kết nối bộ pin đã hoàn thiện vào khung gầm của xe điện.

Sau hơn 2.000 chu kỳ sạc – xả (khoảng 300.000 km di chuyển và 8 đến 10 năm vận hành tùy loại xe), pin xe điện dần mất đi hiệu quả kinh tế. Nguyên nhân là do dung lượng sạc suy giảm làm thu hẹp đáng kể quãng đường di chuyển của xe so với hệ thống mới. Dù vậy, với dung lượng còn lại khoảng 80%, những bộ pin này hoàn toàn có thể bước vào ‘vòng đời thứ hai’, chẳng hạn như làm trạm lưu trữ năng lượng tập trung (battery farm) (*). Nhờ quá trình tháo dỡ ngày càng được tự động hóa, quy trình tái chế trở nên linh hoạt và năng động hơn, giúp cung cấp nguyên liệu tái sử dụng ra thị trường một cách nhanh chóng. Công ty Festo đang tích cực thúc đẩy xu hướng này nhằm hướng tới tầm nhìn về một nền kinh tế tuần hoàn bền vững.
(*) Battery farm: Là một hệ thống quy mô lớn gồm hàng trăm đến hàng nghìn bộ pin (hoặc container chứa pin) được ghép nối lại với nhau để tích trữ và cung cấp năng lượng cho lưới điện trung tâm hoặc các nhà máy công nghiệp.

Tự động hóa quy trình tái chế pin
Pin sau khi được tháo khỏi xe điện sẽ được tái sử dụng tại các trạm lưu trữ năng lượng hoặc hệ thống lưu trữ cố định. Khi kết thúc hoàn toàn vòng đời sử dụng, pin mới chính thức bước vào quy trình tái chế chuẩn. Bước đầu tiên là tháo dỡ cơ khí các bộ pin thành các mô-đun, cell pin và linh kiện khác, một công việc vốn trước đây hoàn toàn thủ công, tốn nhiều sức lao động và thời gian. Công ty Festo hiện đã cung cấp các giải pháp tự động hóa dạng mô-đun giúp đẩy nhanh và đơn giản hóa quy trình này.

Bước tiếp theo là phân tách các vật liệu như kim loại, nhựa và các thành phần khác. Tuy nhiên, trọng tâm không chỉ nằm ở giải pháp tự động hóa cơ khí. Công ty Festo cung cấp các sản phẩm tự động hóa quy trình, đặc biệt cho công nghệ tái chế thủy luyện (hydrometallurgical) (*). Nhiều loại van xử lý chuyên dụng được ứng dụng để kiểm soát các chất ở dạng khí, rắn hoặc lỏng.
(*) Thủy luyện: là phương pháp chiết xuất và thu hồi kim loại từ quặng hoặc vật liệu tái chế bằng cách sử dụng dung dịch hóa chất trong môi trường nước ở nhiệt độ thấp (thường dưới 100°C), thay vì dùng nhiệt độ cao để nung chảy.

Hệ thống tháo dỡ các mô-đun và bộ pin
Nhiều nhà máy sản xuất chuyên dụng đang được lên kế hoạch xây dựng quy trình tái chế. Trong bối cảnh đó, công ty Festo đã phát triển và giới thiệu hệ thống tháo dỡ cơ khí dạng mô-đun đầu tiên dành cho các mô-đun và bộ pin. Hệ thống này kết hợp các giải pháp gắp/ xử lý chuyển động cùng các thiết bị đã được kiểm chứng trong danh mục tự động hóa khí nén và điện của công ty Festo.

Hướng đến tương lai dài hạn của ngành xe điện, công ty Festo cũng đang tham gia nghiên cứu các giải pháp sản xuất pin thể rắn (solid-state battery) (*) thế hệ mới. Các chuyên gia dự báo giải pháp lưu trữ năng lượng mạnh mẽ hơn này sẽ dần thay thế pin lithium-ion hiện nay trong những năm tới.
(*) Solid-state battery: là công nghệ pin lưu trữ năng lượng cải tiến, trong đó chất điện phân dạng lỏng hoặc gel truyền thống được thay thế hoàn toàn bằng chất điện phân ở dạng rắn (như gốm, thủy tinh, kim loại kiềm hoặc polymer khô).

Yêu cầu của các siêu nhà máy (gigafactory) mới đối với địa điểm sản xuất
Quỹ đất rộng, kết nối giao thông thuận tiện, chi phí hạ tầng tối ưu cùng nguồn cung năng lượng an toàn, bền vững là những yếu tố quyết định, vốn thường chỉ tìm thấy ở các khu vực xa trung tâm đô thị. Một khía cạnh quan trọng khác là lực lượng lao động có tay nghề. Sự chuyển dịch sang xe điện không chỉ tạo ra các nhà máy mới mà còn xuất hiện nhiều nhiệm vụ, lĩnh vực hoạt động và vị trí công việc mới. Người lao động cần được đào tạo và bồi dưỡng chuyên sâu cho các vai trò này.

Để xem các tin bài khác về “Pin”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Hannover Messe