Trên đỉnh dãy Andes ở Tây Nam Bolivia có một cánh đồng muối trắng nóng bỏng được gọi là Salar de Uyuni. Đặc trưng bởi bề mặt rộng lớn như gương và bầu khí quyển khô, cánh đồng này ẩn chứa bên dưới một loại kim loại kiềm quý giá cung cấp năng lượng cho phần lớn thế giới hiện đại.
Theo National Geographic, Salar de Uyuni nằm trong Tam giác Lithium - bao gồm Argentina, Bolivia và Chile. Khu vực này tự hào có trữ lượng lithium lớn nhất thế giới, tạo nên pin lithium-ion dùng cho các thiết bị điện tử được hàng tỷ người trên toàn cầu sử dụng.
Pin lithium-ion có thể sạc lại và được sử dụng trong xe điện, điện thoại thông minh, máy tính xách tay, bàn chải đánh răng điện và các mặt hàng khác. Pin có một số ưu điểm khiến chúng trở thành sản phẩm dẫn đầu thị trường so với các sản phẩm thay thế.
Một bài viết năm 2021 trên Tạp chí Nature dự đoán thị trường pin lithium-ion sẽ tăng trưởng từ 30 tỷ USD vào năm 2017 lên 100 tỷ USD vào năm 2025.
Pin lithium-ion là “xương sống” của các loại xe điện như Tesla và được coi là ít phải bảo trì vì chúng không cần chu kỳ sạc theo lịch trình để duy trì tuổi thọ của pin. Chúng cũng có mật độ năng lượng và điện áp cực cao và lưu trữ năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
“Động lực lớn để sử dụng pin lithium-ion là cho xe điện, giúp giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch” - Linda Gaines, nhà phân tích hệ thống giao thông tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, cho biết. “Cần rất nhiều năng lượng và tài nguyên để sản xuất xe và đặc biệt là pin.”
Với lượng khí thải do ngành giao thông thải ra hằng năm, bà cho rằng những loại pin này đáng giá với chi phí môi trường. Nhưng một số người vẫn lo ngại về “cái giá” cho hành tinh và cho chính chúng ta.
Pin lithium-ion có thân thiện với môi trường không?
Mặc dù có những ưu điểm, các nhà khoa học vẫn phải đối mặt với một tình thế khó xử khi nói đến tác động của pin lithium-ion đối với môi trường. Mặc dù đúng là những loại pin này tạo điều kiện cho năng lượng tái tạo và tạo ra ít khí thải carbon hơn, nhưng chúng không phải là không có nhược điểm.
Chúng ta có được lithium thông qua khai thác gây hại cho môi trường. Câu hỏi là: Làm sao để biện minh cho sự tàn phá và ô nhiễm do quá trình khai thác gây ra, để đổi lấy các khoáng sản quý giá giúp cho nền kinh tế xanh?
Vì lithium có trọng lượng nguyên tử và bán kính nhỏ nên pin có khả năng lưu trữ điện áp và điện tích cao trên mỗi đơn vị khối lượng và đơn vị thể tích.
Bộ Năng lượng tuyên bố: “Trong khi pin đang xả và cung cấp dòng điện, cực dương giải phóng các ion lithium vào cực âm, tạo ra luồng electron từ bên này sang bên kia. Khi cắm một thiết bị vào, điều ngược lại xảy ra: Các ion lithium do cực âm giải phóng và được cực dương tiếp nhận.”
Một phương pháp mà các kỹ sư sử dụng để chiết xuất lithium là chiết xuất nước muối bằng cách khoan vào một mỏ nước muối ngầm và sau đó bơm nước muối lên bề mặt. Sau đó, nước muối được đưa đến các ao bốc hơi - nước sẽ bốc hơi, để lại một chất cô đặc lithium sau đó được chiết xuất.
Tuy nhiên, các báo cáo từ Lithium Triangle về tác động tiêu cực của hoạt động khai thác mỏ đến môi trường lại rất nghiêm trọng.
Theo Euronew.com: “Việc sản xuất lithium thông qua các ao bốc hơi sử dụng rất nhiều nước - khoảng 21 triệu lít mỗi ngày.”
Ở những vùng cực kỳ khô cằn của Nam Mỹ, nơi diễn ra hoạt động khai thác mỏ, nước - một nguồn tài nguyên khan hiếm - bị chuyển khỏi cộng đồng địa phương và đưa vào hoạt động khai thác mỏ, gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng từ axit sunfuric và natri hydroxit. Việc này cũng gây ra các vấn đề về tình trạng thiếu nước.
Theo Hội đồng Bảo vệ Tài nguyên Thiên nhiên, cộng đồng cho rằng mực nước cạn kiệt ở các giếng, đầm phá, nước ngầm và đất ngập nước đã gây ra những tác động bất lợi đến hoạt động nông nghiệp của họ. Và họ nhận thấy tỷ lệ tử vong của chim hồng hạc và lạc đà tăng lên do ô nhiễm bụi từ các hoạt động khai thác mỏ.
Pin lithium có an toàn không?
Pin lithium thường được coi là an toàn cho con người và nhà cửa, miễn là pin không có lỗi. Mặc dù việc pin hỏng hóc không phổ biến, nhưng đã từng có những vụ cháy pin lithium-ion.
Zheng Chen, Giáo sư công nghệ nano tại Đại học California San Diego, đã ghi nhận một trường hợp điện thoại di động bốc cháy trên một chuyến bay. Tesla cũng đã từng cháy. Tại một trạm lưu trữ năng lượng ở Monterey, California, bản thân pin lithium cũng đã bốc cháy.
Khi pin cháy, sẽ có nhiệt, áp suất và khí độc thoát ra. Khi trộn với gió, những khí này có thể lan vào cộng đồng nơi mọi người sinh sống.
“Đây có thể là mối lo ngại nếu không có chiến lược giảm thiểu tốt khi thiết kế các hệ thống này. Đã có một số vụ việc xe điện bốc cháy trong gara. Những vụ việc này không phổ biến nhưng đã xảy ra” - Chen cho biết.
Chen cho rằng khó có thể loại bỏ được mọi rủi ro. “Thiệt hại cơ học có thể xảy ra ngay cả khi chúng ta không mong đợi.”
Để giảm thiểu rủi ro này, Cơ quan Quản lý An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp khuyến cáo người tiêu dùng “tháo các thiết bị và pin chạy bằng lithium khỏi bộ sạc sau khi đã sạc đầy và bảo quản pin và thiết bị lithium ở nơi khô ráo, thoáng mát.”
Ngoài ra, người tiêu dùng nên “kiểm tra xem pin có dấu hiệu hư hỏng không và nếu có, hãy dời pin ra khỏi bất kỳ khu vực nào có chứa vật liệu dễ cháy.”
Nhiều kỳ vọng vào phương thức sản xuất lithium mới
Không giống như các phương pháp truyền thống, phương pháp moiws không cần có các hồ nước muối rộng bằng kích thước sân bóng đá, nơi lithium được thu lại sau khi chất lỏng bay hơi dưới ánh Mặt Trời.