Elon Musk muốn loại bỏ coban khỏi pin thế hệ mới, nhưng điều ấy là vô cùng khó khăn

Ở thời điểm hiện tại, khi xe điện không còn là thứ gì đó quá xa vời, viển vông mà thay vào đó, nó đang dần trở nên thân thuộc và đóng vai trò là tương lai của ngành vận tải, thì những viên pin cung cấp năng lượng cho chúng cần phải được phát triển hơn nữa. Tuần trước, Elon Musk đã chia sẻ lên tài khoản Twitter cá nhân của mình rằng, pin của các mẫu xe Tesla Model 3 sử dụng ít hơn 3% loại cực đắt đỏ hóa chất có tên Coban, và thế hệ pin tiếp theo của họ sẽ "không sử dụng" loại vật liệu được gán cho cái tên "kim cương máu của ngành công nghiệp sản xuất pin." Vậy mất bao lâu thì câu nói của thiên tài này mới trở thành hiện thực được?

Coban là nhân tốt rất quan trọng trong quá trình làm pin. Nó là nguyên liệu có giá cao nhất trong pin và được công nhân khai khác dưới điều kiện rất tồi tệ, đến mức nó vi phạm cả quyền con người của họ vì quá nguy hiểm. Chính vì vậy, các nhà khoa học cũng như start-up đã nỗ lực hết mình để tìm ra giải pháp thay thế, một viên pin không chứa coban.

Tuyên bố về "thế hệ pin tiếp theo" của Musk khá là mơ hồ, nó không cung cấp cho ta một mốc thời gian cụ thể, vì vậy rất khó để nói đến khi nào thì CEO của Tesla mới có thể hiện thực hóa được nó. Nhưng có thể chắc chắn rằng sẽ mất nhiều hơn là vài năm để làm điều ấy đấy.

Chúng ta hãy cùng lắng nghe những suy nghĩ của Caspar Rawles – chuyên gia phân tích thị trường coban và cathode ở Benchmark Mineral Intelligence, về việc tại sao việc chế tạo ra một loại pin không coban lại khó khăn đến vậy.

Hỏi (H): Chính xác thì coban là gì và nó được khai thác ở đâu? Độ hiếm của nó thế nào?

Đáp (Đ): Phần lớn nguồn cung quặng coban đến từ Cộng hòa Dân chủ Congo. Theo số liệu năm 2017, 66% lượng coban đến từ Congo.

Nói nôm na thì nó không thuộc dạng cực kỳ hiếm, mặc dù độ phổ biến của nó vẫn thấp hơn so với lithium hay graphite, … Coban thường được sản xuất dưới dạng một sản phẩm, điều này có nghĩa là nó được tách ra từ các vật liệu khác như quặng niken hoặc đồng. Vì vậy, chúng ta hay lo ngại rằng nguồn cung coban phụ thuộc rất nhiều vào thị trường của đồng và niken. Nếu giá thành của chúng giảm bởi cầu giảm thì việc đầu tư vào dây chuyền sản xuất coban sẽ càng khó khăn hơn.

H: Rất nhiều công ty lớn, bao gồm cả Tesla, đang tỏ ra hứng phú với việc phát triển một loại pin không chứa coban. Theo ông bao giờ điều này mới xảy ra được?

Tesla sử dụng công thức làm pin NCA (Niken, Coban và Nhôm), vốn đã có rất ít coban rồi. Trong suốt 6 năm qua, Tesla và Panasonic (nhà cung cấp pin cho Tesla) đã giảm thiểu lượng coban cần dùng đến 60%. Con số này vốn đã rất thấp rồi. Chúng tôi nghĩ rằng việc hạ thấp hơn nữa sẽ không dễ dàng, bởi họ sẽ gặp nhiều vấn đề kỹ thuật.

H: Ông có thể nói rõ hơn về những vấn đề này không?

Đ: Coban là nguyên tố an toàn nằm trong cực cathode. Khi giảm lượng coban thì cũng đồng nghĩa với việc giảm tuổi thọ của viên pin. Mức tiêu chuẩn dành cho các phương tiện chạy điện hiện nay là sau 8 năm vẫn giữ được 80% dung lượng pin ban đầu. Các nhà sản xuất cần phải đảm bảo pin của mình làm được điều này, nếu không thì sẽ phải thay pin cho người dùng trong thời hạn bảo hành – một việc đắt đỏ hơn rất nhiều so với những gì họ tiết kiệm được từ việc giảm coban.

Chưa kể đến sự an toàn của khách hàng nữa. Giảm số lượng coban thì phải tăng lượng niken. Viên pin sẽ bị quá nhiệt và mất khả năng tự động làm mát, đây chính là nguyên nhân dẫn tới việc cháy nổ. Khả năng xảy ra tình trạng này khá thấp, nhưng nó là một rủi ro mà các hãng không thể đánh liều mà chấp nhận được.  Ngoài ra, họ cần phải phát minh ra một công nghệ để giảm thiểu trường hợp đó. Còn nữa, công thức chế tạo pin ít coban cần được thực hiện trong môi trường đặc biệt khô ráo, và điều đó khiến giá thành sản xuất lại bị đẩy lên cao.

Theo quan điểm của tôi thì việc giải quyết được những rắc rối này không phải chuyện đơn giản, vì thế tôi nhận định rằng công nghệ NCA hiện tại vẫn sẽ thống trị thị trường trong ít nhất 10 năm nữa.

H: Đã có không ít người lên tiếng chỉ trích Panasonic về việc họ thông báo sẽ phát triển một loại pin không coban, sau đó họ đặt hàng số lượng chất này nhiều gấp 3 lần. Ông có thể giải thích về việc này không?

Đ: Pin không coban là thứ mà Panasonic đã nghiên cứu bấy lâu nay, nhưng tôi nghĩ còn lâu nữa họ mới tung nó ra thị trường được. Chuyện Panasonic đặt thêm coban có lẽ đơn giản là vì họ muốn chế tạo ra nhiều pin hơn thôi. Tesla đang phải gấp rút đẩy nhanh tiến độ sản xuất và họ còn phải đang đối chọi với Toyota cũng đóng góp phần nào cho hành động ấy.

H: Ông nghĩ sao về tương lai của thị trường coban? Liệu chúng có trở nên ngày càng đắt đỏ hơn không?

Đ: Đó là một câu hỏi triệu đô đấy. Sự phổ biến của các phương tiện chạy điện đang tạo nên một cơn sốt coban ở thời điểm hiện tại, và nó chưa hề có dấu hiệu dừng lại. Ngày trước, nguồn cầu của coban chủ yếu xuất phát từ siêu hợp kim sử dụng trong động cơ và phần cứng của máy bay phản lực. Giờ đây, hơn 50% số coban xuất xưởng là đủ phục vụ cho nhu cầu sản xuất pin – điều sẽ thay đổi hoàn toàn cục diện của ngành công nghiệp khai thác nó.

Cùng lúc đó, sắp có thêm một số dự án đào quặng coban ở Congo. Tôi nghĩ giá của chúng sẽ tiếp tục ổn định cho đến năm 2022, khi mức cầu vượt qua mức cung, và khi đó giá cả sẽ tăng cao.

H: Ông nghĩ sao về tương lai của pin? "Thế hệ pin tiếp theo" sẽ như thế nào?

Đ: Có rất nhiều đột phá lớn, ví dụ như pin lithium-ion mới – sử dụng rất ít coban và sẽ được thương mại hóa trong vài năm tới. Tuy nhiên, chúng ta đang dần tiến tới giới hạn lý-hóa của các loại vật liệu này rồi. Đối với tôi, thế hệ tiếp theo là một thứ gì đó như pin dạng rắn với cực anode rắn, nhưng còn xa lắm cái ngày mà nó được chính thức bán ra. Hay những pin khác như là pin sodium-ion, vẫn còn đang được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, rồi còn phải mang nó từ phòng thí nghiệm để thực hiện khảo sát và xử lý dữ liệu thu được từ một nhóm nhỏ, … cùng rất nhiều công đoạn khác nữa. Chúng ta còn cách tương lai ấy ít nhất 10 năm nữa cơ.

Theo TheVerge