Phục hồi đất hiếm từ động cơ EV Đại học Nissan / Waseda
Đất hiếm không thể thiếu đối với ngành công nghiệp vật liệu như nam châm, nhưng khu vực sản xuất của chúng chỉ giới hạn ở các quốc gia cụ thể, và có những lo ngại về rủi ro nguồn cung. Nissan Motor Co., Ltd. và Waseda University đã bắt tay vào phát triển công nghệ thu hồi đất hiếm từ nam châm cho động cơ của xe điện. Nếu phong trào thu gom và tái sử dụng nó trở nên phổ biến, nó sẽ dẫn đến việc tăng cường chuỗi cung ứng (mạng lưới cung ứng) trên khắp Nhật Bản.
Thu gom đất hiếm bằng lò nhiệt độ cao = Được cung cấp bởi Nissan Motor Co., Ltd.
Đất hiếm là một loại kim loại hiếm. Cả hai đều được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Ví dụ, neodymium và dysprosi được sử dụng cho nam châm hiệu suất cao. Việc sử dụng "nam châm neodymium" được sử dụng trong động cơ xe điện (EV) cũng đang được mở rộng. Các kim loại hiếm như coban và lithium không thể thiếu trong pin.
Tuy nhiên, một số khu vực sản xuất phân bố không đồng đều. Trung Quốc là nước sản xuất đất hiếm lớn nhất. Nó được định vị như một nguồn tài nguyên chiến lược và xuất khẩu sang Nhật Bản đã bị đình chỉ. Cộng hòa Dân chủ Congo chiếm khoảng 70% sản lượng coban. Với bất ổn chính trị và vấn đề lao động trẻ em trong các hầm mỏ, người ta e rằng hoạt động mua sắm sẽ tiếp tục.
Có những động thái để đa dạng hóa các nhà cung cấp, nhưng vẫn có giới hạn. Do đó, sự phát triển của các công nghệ để giảm lượng sử dụng và thu gom, tái sử dụng các vật liệu đã qua sử dụng đang trở nên sôi động.
Nissan và Đại học Waseda đã phát triển một phương pháp thu hồi đất hiếm một cách hiệu quả từ các bộ phận động cơ bị loại bỏ. 98% đất hiếm được sử dụng trong động cơ có thể được thu hồi. Thời gian và chi phí cần thiết cho việc thu gom chỉ bằng một nửa so với phương pháp thông thường.
Đây là cách nó hoạt động. Đầu tiên, nấu chảy động cơ ô tô đã qua sử dụng trong lò nung có nhiệt độ từ 1400 độ C trở lên. Oxi hóa đất hiếm và thêm các chất gốc borat làm tan đất hiếm. Các ôxít chứa đất hiếm nóng chảy có mật độ thấp và do đó được tách ra khỏi các lớp không chứa đất hiếm. Bằng cách này, chỉ có thể dễ dàng thu hồi đất hiếm.
Đã có những nỗ lực để thu hồi đất hiếm từ động cơ ô tô, nhưng cần phải loại bỏ các nam châm theo cách thủ công. Mất khoảng 8 giờ để phục hồi từ 50 động cơ. Với phương pháp mới, bạn chỉ mất 4 giờ.
Người ta khẳng định rằng đất hiếm có thể được phục hồi mà không có vấn đề gì với thiết bị của Waseda. Chúng tôi sẽ tiến hành các cuộc trình diễn và phát triển công nghệ để tăng kích thước, nhằm mục đích sử dụng thực tế vào giữa những năm 2020. Đã hơn 10 năm kể từ khi những chiếc EV sản xuất hàng loạt xuất hiện ở Nhật Bản, và dự kiến số lượng động cơ bị loại bỏ sẽ còn tăng lên trong tương lai. Chúng tôi tin rằng sự công nhận của doanh nghiệp cũng sẽ tăng lên.
DPS (Thành phố Kyoto), một công ty khởi nghiệp từ Đại học Kyoto, đã khởi nghiệp để thu thập kim loại hiếm từ chất lỏng thải của nhà máy. Silica gel ban đầu được phát minh bởi Giáo sư Kazuki Nakanishi của Đại học Kyoto (đồng thời là giáo sư của Đại học Nagoya) được sử dụng dưới dạng bột. Kim loại hiếm có thể được thu hồi đơn giản bằng cách lắp đặt một sản phẩm hình hộp mực sử dụng sản phẩm này làm chất hấp phụ trong đường ống của nhà máy.
Kim loại hiếm chứa trong chất lỏng thải có nồng độ thấp, ngay cả khi thu hồi được cũng khó kiếm lời nên chưa phổ biến rộng rãi. Silica gel được sử dụng có hiệu suất xử lý gấp khoảng 80 lần so với loại thông thường. Nó được đặc trưng bởi các khoảng trống lớn, và có thể hấp thụ hiệu quả palađi được sử dụng làm chất xúc tác cho khí thải ô tô.
Nó cũng có thể giải quyết các vấn đề chi phí. Ví dụ, nếu có thể thu hồi được vài chục gam palađi, ngay cả khi đã trừ giá lắp đặt hộp mực, thì lợi nhuận từ 100.000 yên trở lên cho mỗi đơn vị sẽ được tạo ra.
Nó đã được giao cho các nhà máy của các công ty trong nước. Chúng tôi cũng đang xem xét một dịch vụ đăng ký. "Chúng tôi cũng đang xem xét việc mở rộng ra nước ngoài như Trung Quốc và Việt Nam", Chủ tịch DPS Hakuho cho biết.
Thu hồi kim loại hiếm cũng làm giảm sự phát triển của mỏ, vì vậy đây là một sáng kiến quan trọng từ quan điểm của ESG (môi trường, xã hội và quản trị doanh nghiệp). Các nỗ lực cũng đang được tiến hành để thu thập pin EV đã bị hư hỏng do sạc và xả nhiều lần và sử dụng chúng như pin dự trữ cho năng lượng tái tạo.
Trong tương lai, điều quan trọng là khu vực công và tư nhân phải tạo ra một môi trường trong đó công nghệ thu thập và tái sử dụng sẽ được phổ biến và mở rộng.
(Shuhei Ochiai)
