Pin thể rắn hoàn toàn đã được chế tạo thành công: dung lượng lớn, an toàn, bền hơn, sạc mất vài phút

pin-ran-hoan-toan-da-duoc-che-tao-thanh-cong-dung-luong-lon-toan-ben-hon-sac-mat-vai-phut1

“John Goodenough – người phát minh ra pin Lithium đã vừa tạo ra cell pin đầu tiên thể rắn hoàn toàn,” thông tin này được chủ tịch Alphabet – Eric Schmidt thông báo trên trang Twitter cá nhân. Mật độ năng lượng của loại pin mới sẽ gấp 3 lần mật độ năng lượng của pin Lithium-ion hiện tại.

Như vậy chúng ta lại có một phát kiến về công nghệ pin và hy vọng rằng nó sẽ tốt hơn, mạnh hơn và nhanh chóng được thương mại hóa hơn, không chỉ dừng lại ở mức “đủ tốt” như tên gọi của chính cha đẻ Goodenough.

Goodenough năm nay 94 tuổi cho biết pin có thể được làm bằng Natri hoặc thủy tinh, 2 nguồn vật liệu vô cùng dư thừa trên Trái Đất. Thủy tinh sẽ được dùng làm chất điện phân thay vì chất lỏng như trong pin Li-ion và nhờ sử dụng thủy tinh cứng, thiết kế pin mới sẽ không hình thành sợi dendrite – nguyên nhân gây đoản mạch và cháy nổ trong pin Li-ion.

Và do sử dụng chất điện phân là thủy tinh thể rắn nên pin có thể hoạt động ở các mức nhiệt độ cận âm (đến – 20 độ C). Nếu sử dụng Natri, loại pin này có thể được sản xuất với quy mô lớn với chi phí rất rẻ. Thêm vào đó, Goodenough còn cho biết không chỉ có mật độ lưu trữ năng lượng cao hơn, thiết kế pin mới cho phép nó sạc nhanh hơn, chỉ mất vài phút thay vì hàng giớ và độ bền rất cao sau rất nhiều chu kỳ sạc/xả.

Trong một báo cáo được đăng tải trên tạp chí Energy & Environment Science, Goodenough cùng nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Hiệp hội hóa học hoàng gia Anh nhấn mạnh rằng nghiên cứu của họ sẽ mang lại “một loại cell pin thể rắn an toàn hơn, chi phí sản xuất thấp hơn với dung lượng cực lớn, từ đó cung cấp mật độ năng lượng cao hơn và tuổi thọ dài lâu, rất phù hợp để sử dụng trên các phương tiện chạy điện thuần hoặc lưu trữ năng lượng điện từ các nhà máy phong điện hoặc quang điện.”

Lưu trữ năng lượng từ lâu đã được xem là mảnh ghép còn thiếu nhằm chuyển đổi một thế giới vốn đã quá phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch thành một thế giới thân thiện với môi trường, không khí thải carbon. Pin có thể lấp vào khoảng trống đã gây ra sự gián đoạn cho các hệ thống điện mặt trời và tuabin gió. Một thiết kế pin tốt hơn cũng là thứ mà Elon Musk – ông chủ Tesla đang tìm kiếm khi xây dựng Gigafactory nhằm tự cung tự cấp pin cho các phương tiện chạy điện của mình trong tương lai.

John Goodenough được cựu tổng thống Mỹ – Barack Obama trao huân chương quốc gia về khoa học năm 2012

Nghiên cứu của Goodenough và các cộng sự đến từ trường đại học Texas tại Austin và đại học Porto, Bồ Đào Nha được dẫn dắt bởi nhu cầu cấp bách nhằm giảm thiểu mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cũng như giải pháp đối với tình trạng thay đổi khí hậu.

Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu rất nhiều bằng sáng chế và họ cũng đã phối hợp với nhiều nhà sản xuất pin để “phát triển và thử nghiệm các vật liệu mới trong phương tiện chạy điện và thiết bị lưu trữ năng lượng.” Theo Julia Attwood – một nhà phân tích đến từ Bloomberg thì: “Con đường từ phòng thí nghiệm đến nhà máy rất dài. Một số công nghệ phải đối mặt với nhiều thách thức lớn khi tăng quy mô sản xuất. Có thể sẽ mất thêm một khoảng thời gian nữa trước khi chúng ta nhìn thấy loại pin này trong các phương tiện chạy điện hay trạm lưu trữ năng lượng.”

Được biết Goodenough đã mất khoảng 11 năm để chứng kiến những phát kiến của ông về pin Li-ion được thương mại hóa bởi Sony vào năm 1991. Kể từ thập niên 70 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã bắt đầu tập trung nghiên cứu về các công nghệ lưu trữ tại viện MIT bởi tiềm năng của pin trong việc giải quyết khủng hoảng dầu mỏ. Goodenough nói: “Chúng tôi tin rằng phát hiện này sẽ khắc phục rất nhiều vấn đề cố hữu trong pin ngày nay. Chi phí, tính an toàn, mật độ năng lượng, số lần sạc/xả và tuổi thọ là những yếu tố tối quan trọng đối với một chiếc xe chạy bằng pin và chúng cần được giải quyết để xe điện được đón nhận rộng rãi.”

Nguồn: Tinhte (Theo: Bloomberg; Engadget)

(1434 Posts)