Xe điện ngày càng phổ biến trên thế giới, pin dành cho xe này cũng ngày càng trở nên quan trọng – Ảnh: Energy.gov
Đây là dự án hợp tác giữa Trường Kỹ thuật phân tử Pritzker thuộc ĐH Chicago và Khoa Kỹ thuật Nano và Hóa học thuộc ĐH California San Diego (cùng ở Mỹ).
“Mặc dù trước đây đã có pin natri, pin thể rắn và pin không có cực dương nhưng cho đến nay vẫn chưa có ai có thể kết hợp thành công cả 3 ý tưởng này”, trang Techxplore dẫn lời ông Grayson Deysher, một tác giả của nghiên cứu và làm việc tại ĐH California San Diego.
Bằng cách loại bỏ cực dương và sử dụng natri giá rẻ, dồi dào thay vì lithium, loại pin mới này sẽ có giá cả phải chăng và thân thiện với môi trường hơn khi sản xuất. Do pin ở thể rắn nên cũng sẽ an toàn.
Pin truyền thống có cực dương để lưu trữ ion trong khi pin đang sạc. Khi pin được sử dụng, các ion chạy từ cực dương qua chất điện phân đến bộ thu dòng điện (cực âm), cung cấp năng lượng cho các thiết bị và ô tô trên đường.
Để tạo ra pin natri có mật độ năng lượng của pin lithium, nhóm nghiên cứu đã phát minh ra một cấu trúc pin natri mới cho phép các ion được lưu trữ trực tiếp trên bộ thu dòng điện.
Cấu tạo pin carbon anode, pin alloy anode và pin anode-free (không có cực dương) – Ảnh: techxplore.com
Bất kỳ loại pin không có cực dương nào cũng cần có sự tiếp xúc tốt giữa chất điện phân và bộ thu dòng điện. Do đó, thay vì sử dụng chất điện phân bao quanh bộ thu dòng điện, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một bộ thu dòng điện bao quanh chất điện phân.
Nhóm tạo ra bộ thu dòng điện từ bột nhôm – một chất rắn có thể chảy như chất lỏng. Khi lắp ráp pin, bột nhôm được nén dưới áp suất cao để tạo thành bộ thu dòng điện rắn trong khi vẫn duy trì tiếp xúc giống chất lỏng với chất điện phân, cho phép chu trình này đạt hiệu quả cao và chi phí thấp.
Công trình nói trên vừa là bước tiến trong khoa học vừa là bước cần thiết để thu hẹp khoảng cách về quy mô sản xuất pin nhằm chuyển đổi nền kinh tế thế giới khỏi nhiên liệu hóa thạch.
“Pin thể rắn natri thường được coi là công nghệ xa vời trong tương lai, song chúng tôi hy vọng nghiên cứu này có thể thúc đẩy hơn nữa lĩnh vực natri bằng cách chứng minh nó thực sự có thể hoạt động tốt, thậm chí tốt hơn phiên bản lithium trong một số trường hợp”, ông Deysher cho biết.
Nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho pin thể rắn natri không có cực dương của họ tại Mỹ.
Ra mắt pin xe điện chỉ 5 phút đã sạc gần đầy
Trạm sạc pin xe điện của Nyobolt – Ảnh: Nyobolt
Công ty khởi nghiệp Nybolt ở Anh mới đây đã phát triển một loại pin lithium-ion 35kWh mới dành cho xe điện (EV) với khả năng sạc từ 10% lên 80% pin chỉ trong hơn 4,5 phút.
Theo đài truyền hình CNN, tốc độ sạc này nhanh hơn nhiều với so với khoảng 20 phút đối với một số ô tô điện sử dụng bộ sạc nhanh hiện tại, như bộ sạc Tesla Supercharger, và chỉ chậm hơn 2 phút so với một chiếc ô tô đổ xăng thông thường.
Công ty cho biết công nghệ của họ được xây dựng dựa trên nghiên cứu kéo dài suốt một thập kỷ của nhà khoa học Clare Gray làm việc tại Đại học Cambridge. Công nghệ này giúp pin sinh ra ít nhiệt hơn, nhờ đó an toàn hơn vì quá nóng có thể khiến pin lithium-ion bắt lửa và phát nổ. Ngoài ra, vật liệu được sử dụng để chế tạo cực dương của pin cho phép khả năng truyền hạt electron nhanh hơn.
Nybolt khẳng định loại pin mới có thể trải qua 4.000 chu kỳ sạc nhanh, tương đương với quãng đường 965.600 km, trong khi vẫn giữ được hơn 80% dung lượng pin.
