6 phút, 47 giây để đọc.

Khi mua các thiết bị điện tử thông minh, ngoài việc hy vọng vào những cải tiến về các tính năng cơ bản như chụp ảnh, quay phim, cấu hình cao thì bạn mong muốn điều gì nhất? Tất nhiên, phải tính đến dung lượng pin của máy, tuy nhiên, chúng vẫn có những giới hạn nhất định.. Trong khi mọi người đang chứng kiến sự phát triển không ngừng của điện thoại thông minh, smarthomes và các thiết bị điện tử đeo được trong những năm qua, thì một nghịch lý đáng buồn là ngành công nghiệp pin vẫn trì trệ trong nhiều thập kỷ qua. . Tuy nhiên, một loạt các nghiên cứu về pin gần đây có thể thay đổi điều này. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu.

Ra đời pin thể rắn

Loại pin thông thường hiện nay là loại pin Lithium – ion với 2 điện cực kim loại được đặt vào trong chất điện phân là muối lithium dạng lỏng. Thì các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ cho ra mắt được loại pin thể rắn. Pin thể rắn, tức là giữa 2 điện cực kim loại cũng sẽ được đặt trong chất điện phân là những loại kim loại, hợp kim hoặc sử dụng những vật liệu tổng hợp ở dạng rắn.

Ra đời pin thể rắn

Pin rắn vẫn đang là công nghệ pin mới đang trong quá trình nghiên cứu phát triển, do đó, chi phí sản xuất loại pin này quá lớn. Ngành công nghiệp sản xuất pin khá khổng lồ, với mạng lưới trải rộng khắp thế giới. Chính vì vậy, chi phí để chế tạo ra các vật liệu mới và cải tiến toàn bộ các dây chuyền sản xuất lớn vô cùng. Đồng thời, ý tưởng về pin thể rắn vẫn đang trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra được một vật liệu nào phù hợp dùng làm chất điện phân giữa cực dương kim loại và cực âm.

Sử dụng CO2 để làm nguyên liệu cho chính nó

Đây là một ý tưởng về công nghệ pin mới khá hay. Vì nó không những giải quyết được vấn đề khí thải CO2 mà còn giúp tái tạo “rác thải” đặc biệt này làm nguyên liệu để tái sử dụng. Hiện nay, chỉ mới thực hiện được quá trình lưu trữ khí CO2 dưới dạng rắn. Nhưng chưa thực sự chuyển đổi được mục đích sử dụng nó.

Nhóm nghiên cứu tại MIT đã đưa ra nghiên cứu hệ thống pin Lithium mới có thể hấp thụ khí CO2 trực tiếp từ trong các nhà máy điện. Chuyển hơi nước thành một điện cực (có CO2 bên trong) làm một thành phần chính của pin. Tuy nhiên, loại pin này cần phải có chất điện phân bằng kim loại để hoạt động. Vì carbon Dioxide trơ về mặt hóa học. Mà chất xúc tác dạng này thường khá đắt, các phản ứng hóa học lại quá phức tạp.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã đưa ra ý tưởng sử dụng CO2 ở thể rắn. Kết hợp với nó trong dung dịch Amin để tạo ra dung dịch điện hóa dễ dàng hơn. Nghiên cứu này hiện nay vẫn chưa sẵn sàng được phát triển thương mại hóa, vì nhiều lý do. Nhưng chúng ta vẫn hy vọng đến một tương lai. Công nghệ pin mới sẽ có thể giúp chúng ta chuyển hóa CO2 thành một phần của pin. Giúp tái sử dụng chất này và hỗ trợ bảo vệ môi trường hơn.

Sử dụng vật liệu từ Natri và sợi gỗ

Hiện nay, các nhà nghiên cứu khoa học đang nghiên cứu ra nhiều công nghệ pin mới. Trong đó có loại pin được chế tạo từ Natri và sợi gỗ. Pin sẽ lấy sợi gỗ làm vật liệu chính, kèm theo đó là Natri bên trong và được bọc bằng vỏ từ thiếc. Các sợi gỗ sẽ có tác dụng làm giảm sự co và sưng diễn ra tự nhiên trong các loại pin. Từ đó giúp tăng tuổi thọ của pin lên.

Công nghệ pin mới sử dụng vật liệu từ Natri và sợi gỗ giúp kéo dài tuổi thọ pin

Phát hiện này được xem như là một tính đột phá, vì gỗ là vật liệu có mặt khắp mọi nơi. Thân thiện với môi trường và là vật liệu lý tưởng cho việc lưu trữ điện. Đồng thời nó cũng sẽ là tiêu chí hướng đến việc sản xuất pin Na-ion với dung lượng và độ bền cao. Ngoài ra, đây cũng là công nghệ hướng đến các tấm pin sử dụng pin năng lượng mặt trời. Hoặc các công nghệ tương tự nó.

Pin mới từ vật liệu Graphene có khả năng chịu nhiệt

Phòng thí nghiệm Watt – tổ chức thuộc viện nghiên cứu của Huawei vừa công bố đột phá mới trong công nghệ pin mới: sử dụng vật liệu graphene. Thực ra, graphene cũng không phải là mới phát hiện. Nhưng Huawei vừa nghiên cứu và phát triển để tăng mức độ chịu nhiệt nhiều hơn.

Nếu phát triển công nghệ pin mới từ graphene, sẽ cho phép pin Li-ion duy trì chức năng của nó trong môi trường nhiệt độ cao hơn nhiệt độ hiện tại khoảng 10 độ C (đến 60 độ C). Đồng thời, vật liệu graphene còn giúp làm mát hiệu quả cho pin hơn. Và  giúp nâng cao tuổi thọ của pin lên gấp 2 so với các loại pin Li-ion thông thường.

Pin mới giúp kéo dài tuổi thọ cho pin

Một nhóm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm năng lượng Quốc gia Oak Ride (Mỹ) đã nghiên cứu ra một dạng pin hóa học mới. Nhóm này đã lựa chọn pin Lithium fluoride carbon. Vì nó được xem như là khá lý tưởng cho việc nâng cao dung lượng và kéo dài tuổi thọ ở mức cao và có tính ổn định.

Việc kết hợp điện phân dạng rắn Lithium thiophosphate, một dạng pin hóa học mới được hình thành. Trong đó, điện cực và âm cực kết hợp với nhau trong quá trình hoạt động làm tăng dung lương pin lên 26%. Phát hiện này đem đến một tương lai mới cho việc kéo dài tuổi thọ pin. Rất có lợi cho những thiết bị điện tử cần thời gian hoạt động lâu dài cho mỗi lần sạc. Hoặc thay pin như các cảm biến từ xa, khóa tự động, máy tạo nhịp tim…

Sạc siêu tốc 60 giây Aluminum-ion

Sạc siêu tốc 60 giây Aluminum-ion

Các nhà khoa học tại đại học Stanford đã phát triển một loại pin mới sử dụng tế bào Nhôm và than chì (Aluminum graphite). Có thể sạc đầy smartphone trong khoảng một phút.

Sự kết hợp giữa nhôm và than chì sẽ giúp cho chúng có hiệu suất cao, tuổi thọ lâu hơn và an toàn hơn. Tuy nhiên, nguyên mẫu pin Aluminum-ion trong phòng thí nghiệm cho ra công suất thấp hơn gấp đôi so với pin Lithium-ion truyền thống. Cụ thể, mật độ năng lượng điện trung bình trên mỗi kilogram ở pin Lithium-ion là 100 watt. Còn với Aluminum-ion thì chỉ dao động trong khoảng 40 watt.

Nhóm nghiên cứu của đại học Stanford lạc quan cho rằng vấn đề này sẽ được sớm khắc phục.

Pin Alfa – trụ được 14 ngày và hoạt động nhờ nước

Một bước đột phá về pin Nhôm – không khí cho công suất gấp 40 lần pin Lithium-ion. Loại pin này có thể sạc lại bằng cách nhúng vào nước. Mỗi lần thao tác như vậy nó có thể hoạt động được 14 ngày liên tục. Công suất của pin là 8100 watt/kg, gấp 40 lần so với lithium-ion. Thật đáng kinh ngạc!

Hy vọng, sau khoảng thời gian dài thử nghiệm, nghiên cứu và phát triển các công nghệ pin mới. Chúng ta sẽ được sử dụng những chiếc điện thoại hoặc các thiết bị điện tử với dung lượng pin lớn: dùng vài tháng; không cần dây sạc, thời gian sạc nhanh và an toàn hơn nhé!

Nguồn: blog.muaban.net