Nắm bắt thực trạng này, Viện Nghiên cứu Thiên tai và Môi trường (RIDES) (thuộc Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam) đã phát triển công nghệ tái tạo ắc quy bằng xung điện cao tần không hóa chất, giúp “hồi sinh” ắc quy cũ, khôi phục 70-95% dung lượng, giảm đáng kể lượng chất thải nguy hại ra môi trường, phù hợp với định hướng kinh tế tuần hoàn và mục tiêu giảm phát thải của Việt Nam.

Một cơ sở tái chế ắc quy thải tại làng nghề truyền thống

Thách thức của ắc quy thải và nhu cầu công nghệ mới

Theo thống kê, năm 2015, Việt Nam đã thải bỏ gần 70.000 tấn ắc quy axit chì. Lượng ắc quy thải mỗi năm đang được ước tính vượt mốc 100.000 tấn, tạo ra hàng chục nghìn tấn chì phế thải và axit sulfuric, đều là chất độc hại đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Nguồn thải này chủ yếu đến từ các loại xe máy, ô tô, trạm BTS, hệ thống điện mặt trời và thiết bị công nghiệp bị thải bỏ. Trong khi đó, phần lớn lượng ắc quy thải được xử lý thủ công tại các làng nghề truyền thống như Đông Mai (Hưng Yên), Phù Lưu (Bắc Ninh) hay Văn Môn (Yên Phong). Hoạt động tái chế tự phát, không đạt các tiêu chuẩn, quy chuẩn đã gây ô nhiễm chì và axit nghiêm trọng cho đất, nước và không khí. Tình trạng này kéo dài đã dẫn đến nồng độ chì ở nhiều vùng cao hơn tiêu chuẩn môi trường nhiều lần, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cộng đồng.

Theo các nhà khoa học, nguyên nhân chính làm ắc quy hỏng sớm là sulfat hóa, tức hiện tượng tinh thể chì sunfat (PbSO₄) bám trên bản cực, làm tăng nội trở và giảm khả năng trao đổi ion. Số liệu thống kê quốc tế cho thấy, có tới 84% ắc quy axit chì bị hỏng do sunfat hóa, một quá trình có thể đảo ngược nếu áp dụng kỹ thuật phù hợp.

Trong bối cảnh đó, việc phát triển công nghệ tái tạo ắc quy hiệu quả, an toàn và “xanh” trở thành đòi hỏi cấp thiết không chỉ giảm lượng chất thải nguy hại mà còn góp phần tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, phù hợp với mục tiêu kinh tế tuần hoàn và Net Zero 2050.

Hiệu quả của công nghệ xung điện cao tần không sử dụng hóa chất

Công nghệ tái tạo ắc quy bằng xung điện cao tần không sử dụng hóa chất do RIDES phát triển dựa trên nguyên lý phá vỡ các tinh thể PbSO₄ bằng xung điện có tần số từ 7 kHz đến 1 MHz. Thiết bị tái tạo gồm bộ phát xung với MOSFET công suất và cảm biến nhiệt, có khả năng tự điều chỉnh tần số phù hợp với từng loại ắc quy, tránh quá nhiệt hay tạo áp suất bên trong cell ắc quy. Quá trình tái tạo diễn ra không cần dùng hóa chất, không xả axit, không phát sinh khí độc, khác hoàn toàn với các phương pháp sử dụng muối Epsom, EDTA hay sulfuric trung hòa vốn có nguy cơ tạo ô nhiễm thứ cấp.

Nguyên lý này dựa trên định luật điện hóa và dao động trường điện từ, khi xung điện cao tần làm rung động tinh thể PbSO₄ đến mức nứt vỡ và rã thành kích thước siêu nhỏ, từ đó giải phóng bề mặt hoạt tính của bản cực, phục hồi phản ứng điện hóa vốn có.

Máy phá dỡ pin ắc quy thải.

Kết quả thực nghiệm của RIDES trên các bình ắc quy 12 V, từ 50 Ah đến 150 Ah cho thấy: Dung lượng phục hồi đạt 70–95% so với ắc quy mới; Điện trở trong giảm còn cao hơn ban đầu chỉ 5–20%; Thời gian tái tạo từ 5–25 giờ tùy theo mức độ sunfat hóa; Nhiệt độ vỏ ắc quy duy trì dưới 40°C, đảm bảo an toàn thiết bị.

Những con số này phù hợp với kết quả của các nghiên cứu quốc tế, ví dụ như Gurav & Pharne (2025) báo cáo phục hồi 93% dung lượng với xung 5 kHz trong 72 giờ, và các nghiên cứu khác từ Ohajianya et al. (2021) và El Filali et al. (2024) đều chứng minh hiệu quả tương tự của xung điện trong loại bỏ lớp sunfat hóa.

Điểm đặc biệt quan trọng là sau xử lý, nội trở ắc quy giảm gần gấp đôi và khả năng phóng điện dòng lớn (2C trong 5 giây) tăng đáng kể, minh chứng lớp sunfat trước đó đã bị phá vỡ hiệu quả. Ắc quy sau tái tạo không ghi nhận các phản ứng phụ như nứt vỏ, rò rỉ axit, hay biến dạng cell. Điều này khẳng định sản phẩm tái tạo đủ an toàn vận hành trong môi trường công nghiệp.

Lợi ích môi trường, kinh tế và xã hội

So với việc thay ắc quy mới hoặc xử lý tái chế vật liệu bằng phương pháp cơ học – hóa học truyền thống, công nghệ xung điện cao tần mang lại ba lợi ích quan trọng:

Về môi trường, quy trình do RIDES thiết lập không phát sinh axit thải hay khí độc, giảm thiểu ô nhiễm chì - một trong năm kim loại độc hại nhất thế giới.

Về kinh tế, chi phí tái tạo chỉ bằng 15-20% chi phí mua ắc quy mới, giúp doanh nghiệp tiết kiệm lớn về chi phí vật liệu đầu vào và giảm nhu cầu nhập khẩu.

Về xã hội, giải pháp này sẽ tạo ra việc làm “xanh” trong lĩnh vực tái chế, bảo dưỡng ắc quy, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị tái sử dụng và tái tạo thiết bị điện, pin.

Theo tính toán từ RIDES, nếu tái tạo 1 triệu ắc quy mỗi năm, Việt Nam có thể giảm hơn 60.000 tấn chất thải nguy hại, tiết kiệm khoảng 1.000 tỷ đồng chi phí xã hội, đồng thời giảm phát thải CO₂ đáng kể thông qua hạn chế sản xuất và nấu luyện chì mới.

Thách thức và định hướng phát triển

Dù hiệu quả rõ rệt, công nghệ xung điện cao tần hiện chưa có hành lang pháp lý cụ thể trong hệ thống quản lý chất thải nguy hại của Việt Nam. Việc công nhận hoạt động tái tạo ắc quy, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia và quy trình kiểm định an toàn là điều kiện tiên quyết để đưa công nghệ vào triển khai và nhân rộng trong thực tiễn.

Bên cạnh đó, để sẽ thúc đẩy đầu tư vào thiết bị tái tạo hiện đại, cần tăng cường nguồn lực yếu tố tài chính, cơ chế khuyến khích doanh nghiệp như ưu đãi thuế môi trường, hỗ trợ nguồn vốn xanh, tín chỉ carbon.

Cuối cùng, nâng cao ý thức cộng đồng và cơ chế thu gom ắc quy cũ chính thức là yếu tố quyết định để tạo nên chu trình xanh khép kín từ thu gom đến tái tạo và tái sử dụng.

Công nghệ tái tạo ắc quy bằng xung điện cao tần không hóa chất do chính một đơn vị nghiên cứu của Việt Nam phát triển có thể coi là một đột phá công nghệ xanh, phù hợp với chiến lược kinh tế tuần hoàn và mục tiêu Net Zero của Việt Nam.

Với hiệu quả phục hồi cao, an toàn vận hành và lợi ích đa chiều về môi trường, kinh tế và xã hội, đây không chỉ là giải pháp kỹ thuật mà còn là động lực quan trọng cho chuyển đổi mô hình quản lý chất thải nguy hại theo hướng bền vững.