Các nhà nghiên cứu Mỹ phát triển robot siêu nhỏ có thể bơi dưới nước giống cá để thu thập lithium từ nước biển.
Theo Interesting Engineering, dự án của hai tiến sĩ Shiren Wang và Jingjing (Jenny) Qiu ở Đại học Texas A&M tại College Station hướng tới thu thập lithium từ nước biển hiệu quả hơn với khoản tài trợ một triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ (DOE). Thay vì dựa vào khai thác mỏ truyền thống hoặc chiết xuất từ nước muối dưới lòng đất, công nghệ mới sử dụng các robot siêu nhỏ tự động tìm kiếm và giữ ion lithium từ nước biển. Giải pháp này có thể biến nước biển thành nguồn cung cấp lithium ổn định cho xe điện (EV), pin và lưu trữ năng lượng, hỗ trợ chuỗi cung ứng trong nước, đồng thời giảm bớt tác động môi trường gắn liền với những phương pháp khai thác thông thường.
Nhóm nghiên cứu tại Texas A&M thiết kế robot di động cỡ nanomet (một nanomet bằng 0,000001 milimet), hoạt động nhờ nguồn kích thích bên ngoài như ánh sáng và chủ động tìm kiếm ion lithium khi bơi. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, chúng có thể được thu hồi bằng từ trường và tái sử dụng. Theo Qiu, khác với khai thác mỏ hoặc bơm nước muối từ dưới lòng đất, robot siêu nhỏ di chuyển tự do trong nước biển mà hầu như không để lại bất kỳ dấu vết nào.
Tuy đây là công nghệ triển vọng, nhóm nghiên cứu thừa nhận còn nhiều rào cản kỹ thuật cần vượt qua trước khi có thể ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Một trong những thách thức lớn nhất là tách lithium khỏi những khoáng chất tự nhiên hòa tan khác trong nước biển.
Mỏ lithium Thacker Pass ở bang Nevada, Mỹ. Ảnh: USGS
Để chứng minh robot có thể hoạt động liên tục và tiết kiệm chi phí bất chấp môi trường biển khắc nghiệt, các nhà nghiên cứu sẽ tập trung vào nâng cao hiệu suất của chúng, kiểm tra hiệu quả thu hồi lithium và phát triển phương pháp mở rộng công nghệ.
Pin lithium-ion (Li-ion) là lựa chọn hàng đầu để sản xuất xe điện do mật độ năng lượng cao, tuổi thọ chu kỳ dài và khả năng sạc nhanh. Tuy nhiên, các phương pháp khai thác lithium truyền thống đang gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Nhu cầu toàn cầu dự kiến sẽ tăng gấp 3 lần vào năm 2030 và gấp 4,2 lần vào năm 2035, so với mức năm 2024. Xe điện và lưu trữ pin hiện nay chiếm khoảng 61% lượng tiêu thụ lithium và dự kiến sẽ vượt quá 90% vào năm 2040.
Dự án là một trong 19 sáng kiến được DOE lựa chọn để phát triển công nghệ củng cố chuỗi cung ứng khoáng sản quan trọng của Mỹ. Theo Forbes, phần lớn khoáng sản thiết yếu cho nền kinh tế và an ninh quốc gia của Mỹ đều dễ bị gián đoạn chuỗi cung ứng do nhập khẩu, khiến việc tăng cường nguồn cung trong nước trở thành ưu tiên hàng đầu của chính quyền hiện tại. Chính phủ liên bang đang tìm kiếm những nguồn khoáng sản quan trọng trong nước từ vật liệu tái chế, thăm dò địa điểm khai thác mới trên đất liền và đại dương.
An Khang tổng hợp
