Pin Li-ion rất được ưa chuộng vì chúng chứa nhiều năng lượng trong một kích thước nhỏ và có thể sạc lại nhiều lần. Chính vì thế, chúng xuất hiện ở khắp mọi nơi, từ điện thoại thông minh và máy tính xách tay đến ô tô điện và lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện. Tuy nhiên, nếu không biết cách xử lý hoặc thải bỏ đúng cách, những loại pin này lại tiềm ẩn nguy cơ lớn.
Trong thời đại thống trị bởi các thiết bị điện tử di động và xe điện, pin lithium-ion (hay còn gọi là pin Li-ion) đã trở nên phổ biến. Những nguồn cung cấp năng lượng này đã cách mạng hóa cuộc sống hàng ngày của chúng ta, cung cấp các giải pháp năng lượng hiệu quả và có thể sạc lại nhiều lần. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi của chúng đi kèm với một mối nguy hiểm tiềm ẩn, đặc biệt khi bị xử lý không đúng cách tại các cơ sở quản lý chất thải.
Khi gặp phải các tác động như hư hỏng, sạc quá mức hoặc nhiệt độ quá cao, pin Li-ion có thể phát nổ bất cứ lúc nào. Nguyên nhân là do hiện tượng chạy nhiệt, một phản ứng dây chuyền khiến pin trở nên cực kỳ nóng và giải phóng chất điện giải dễ cháy, gây ra hỏa hoạn nghiêm trọng. Mặc dù các thiết bị điện tử thường có cơ chế an toàn, nhưng khi bị vứt bỏ và trộn lẫn với rác thải, pin Li-ion trở thành một mối đe dọa tiềm ẩn, gây ra hàng trăm vụ cháy nổ mỗi năm, chỉ riêng tại New York và San Francisco đã ghi nhận hơn 669 vụ kể từ năm 2019.
Pin thải bỏ không đúng cách
Vấn đề chính ở đây rõ ràng là việc xử lý pin không đúng cách. Các cơ sở quản lý chất thải thường không được trang bị để xử lý các mối nguy hiểm đặc thù do pin Li-ion gây ra. Khi pin bị thải bỏ không đúng cách và kết thúc trong dòng chất thải, chúng có thể tiếp xúc với các vật thể kim loại khác, gây ra chập điện và đánh lửa. Tính chất dễ cháy của đám cháy pin Li-ion khiến chúng khó dập tắt và có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc, bao gồm thiệt hại tài sản, ô nhiễm môi trường và thậm chí là thương tích hoặc mất mạng.
Hơn nữa, quá trình tái chế chất thải điện tử (e-waste) cũng đặt ra một loạt thách thức riêng. Pin Li-ion thường không được phân loại đúng cách với các vật liệu khác trong quá trình tái chế, làm tăng nguy cơ xảy ra sự cố nhiệt. Việc phân loại không chính xác và các quá trình cơ học trong tái chế như xé nhỏ, nghiền nát dễ dàng làm hư hỏng pin, gây ra hiện tượng chạy nhiệt và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ.
Hình thức giảm thiểu rủi ro hiệu quả nhất là loại bỏ mối nguy hiểm, như Gregory Maines, Kỹ sư trưởng tại Jensen Hughes, một chuyên gia về an toàn bảo mật và tư vấn dựa trên rủi ro, cho biết: “Người tiêu dùng phải được cung cấp một giải pháp thay thế tiện lợi cho việc xử lý e-waste của họ. Các chương trình xử lý e-waste yêu cầu người tiêu dùng trả phí tại điểm xử lý hoặc yêu cầu vận chuyển đến một trạm trung chuyển là tác nhân dẫn đến việc xử lý không đúng cách. Các chương trình trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất (extended producer responsibility – EPR) yêu cầu nhà sản xuất phải xem xét chi phí xử lý và chia sẻ một số chi phí này trong giá bán.”
Ngày càng nhiều quốc gia thực hiện các chính sách EPR, khuyến khích tài chính cho các nhà sản xuất để làm cho sản phẩm của họ dễ dàng và an toàn hơn khi xử lý vào cuối vòng đời và làm việc chủ động với ngành quản lý chất thải để đạt được những mục tiêu này. Quy định EPR đối với pin Li-ion đã được thông qua tại New York và California và đang được phát triển tại Liên minh châu Âu để thực hiện vào năm 2025. “Về lâu dài, những quy định này sẽ giảm thiểu việc xử lý không đúng cách pin lithium-ion để đảm bảo rằng việc xử lý và tái chế diễn ra tại các cơ sở chuyên dụng”.
Làm thế nào để đối phó với mối nguy hiểm cháy nổ?
Các cơ sở thu hồi vật liệu (material recovery facilities – MRF) đang phải đối mặt với gánh nặng lớn khi xử lý số lượng lớn pin bị thải bỏ một cách tùy tiện. Nguyên nhân chính là do nhiều người vẫn nhầm tưởng rằng pin lithium-ion có thể được tái chế cùng với các loại rác thải thông thường.
Thông thường, khi cháy xảy ra tại các nhà máy xử lý rác thải như nhựa hay giấy, đám cháy thường bắt đầu chậm, âm ỉ trong một khoảng thời gian khá dài trước khi bùng lên dữ dội. Tuy nhiên, với pin lithium-ion, tình hình lại hoàn toàn khác. Khi pin lithium-ion bắt cháy, đám cháy sẽ lan rộng rất nhanh và mạnh, có thể dễ dàng làm cháy các vật liệu khác xung quanh. Điều này khiến cho nhân viên tại các cơ sở này có rất ít thời gian để ứng phó và kiểm soát đám cháy trước khi nó trở nên quá lớn.
Do đó, nhân viên cần được đào tạo để nhận biết mọi loại chất thải nguy hiểm và biết cách xử lý khi phát hiện ra chúng trong suốt quá trình quản lý chất thải. Ông Maines cũng giải thích rằng, khả năng cháy của rác thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là nhiệt độ khi cháy và lượng oxy tiếp xúc với rác. Các chất như nhựa và giấy rất dễ cháy, đặc biệt khi khô. Vì vậy, việc quản lý kích thước, thành phần và độ ẩm của đống rác là rất quan trọng để ngăn chặn cháy nổ, nhất là tại các bãi rác và khi phân loại rác. Ngoài ra, ông Maines nhấn mạnh rằng, pin lithium-ion có thể gây ra cháy nổ, còn khả năng cháy của đống rác xung quanh sẽ quyết định mức độ nghiêm trọng của vụ cháy.
Việc phân loại rác và luôn cảnh giác với các vật liệu nguy hiểm rất vất vả. Ông Gregory Maines chia sẻ rằng, hiện nay người ta đang nghiên cứu cách sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để máy móc tự động nhận diện và loại bỏ những loại rác nguy hiểm này. Trong tương lai, chúng ta có thể hình dung một nhà máy tái chế nơi các robot làm công việc phân loại rác thay cho con người. Các nhân viên chỉ cần giám sát và điều khiển các robot này từ xa.
Hệ thống chữa cháy chuyên dụng và công nghệ tiên tiến
Đối với những nơi không chuyên xử lý pin Li-ion, chỉ cần có các biện pháp phòng cháy đơn giản và hệ thống báo cháy là đủ để hạn chế cháy lan ra các vật liệu xung quanh. Tuy nhiên, không chỉ có các cơ sở tái chế (MRF) cần chú ý đến nguy cơ cháy nổ. Với những nơi chuyên xử lý pin Li-ion và chất thải nguy hiểm khác, cần có những hệ thống bảo vệ chuyên biệt hơn. Theo chuyên gia Gregory Maines, các thiết bị báo cháy như cảm biến nhiệt, khói, tia lửa hoặc lửa có thể giúp phát hiện cháy sớm. Khi phát hiện cháy, các thiết bị này có thể báo động cho người làm việc và tự động kích hoạt hệ thống chữa cháy để dập tắt đám cháy ngay từ khi bắt đầu, tránh để cháy lan rộng.
Tóm lại, giải quyết mối nguy hiểm cháy nổ do pin Li-ion gây ra tại các cơ sở quản lý chất thải đòi hỏi một cách tiếp cận đa diện. Các chiến dịch nâng cao nhận thức của công chúng là cần thiết để giáo dục người tiêu dùng về các phương pháp xử lý pin đúng cách và tầm quan trọng của việc tái chế e-waste một cách có trách nhiệm. Các hệ thống thu gom nâng cao, chẳng hạn như các địa điểm thu gom được chỉ định cho các vật liệu nguy hiểm, có thể giúp ngăn chặn pin xâm nhập vào dòng chất thải. Ngoài ra, đầu tư vào các công nghệ phân loại và tái chế tiên tiến có thể xử lý an toàn pin Li-ion là rất quan trọng để giảm thiểu rủi ro trong các cơ sở tái chế.
Hơn nữa, các tiêu chuẩn và quy định của ngành công nghiệp phải được cập nhật để phản ánh sự phổ biến ngày càng tăng của pin Li-ion trong các sản phẩm tiêu dùng và các mối nguy hiểm đặc thù mà chúng gây ra. Các nhà sản xuất nên được khuyến khích thiết kế các sản phẩm với tính năng tháo lắp và tái chế pin dễ dàng hơn, giảm khả năng pin bị xử lý không đúng cách ngay từ đầu.
Nguồn: Helena Nageler-Petritz
