Pin “xanh” dung lượng gấp 7 lần lithium-ion

(ĐTTD) Cuộc chạy đua tìm kiếm các cấu trúc mới, các vật liệu tiên tiến mới để tăng dung lương lưu trữ, đưa công nghệ pin lên một tầm cao mới, đang diễn ra hêt sức sôi động.

Công nghệ pin lithium-carbon dioxide được đánh giá là rất có tiềm năng bởi có thể lưu trữ mật độ năng lượng (điện) cao hơn bảy lần so với các pin lithium-ion thông dụng hiện nay. Loại pin công nghệ mới này cũng được đánh giá cao bởi tính chất thân thiện với môi trường nhờ không thải các chất độc hại và có khả năng tái chế, tái sử dụng.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Illinois tại Chicago (UIC) hiện tuyên bố đã phát triển loại pin lithium-carbon dioxide đầu tiên có khả năng sạc lại đầy đủ và tái nạp được tới 500 lần. Như vậy, rào cản kỹ thuật lớn nhất khiến loại pin này thường nhanh chóng bị hỏng do sự tích tụ carbon trên chất xúc tác trong quá trình sạc đã đã được cơ bản khắc phục. Sự tích tụ carbon không chỉ ngăn chặn các vị trí hoạt động của chất xúc tác, ngăn chặn sự khuếch tán carbon dioxide, mà còn kích hoạt sự phân hủy chất điện phân ở trạng thái tích điện. Các nhà nghiên cứu đã tìm ra các vật liệu mới giúp tăng khả năng tái chế vật liệu của pin bằng cách tích hợp các sợi nano molybdenum disulfide vào chất xúc tác tốt và sử dụng một loại chất điện phân mới, lai giữa chất lỏng ion và dimethyl sulfoxide. Sự kết hợp này tạo ra một hỗn hợp gồm nhiều thành phần, giúp phân tán carbon tự nhiên, không cho chúng tích tụ trên chất xúc tác của pin.

Amin Salehi-Khojin, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và công nghiệp tại UIC College, và nhóm nghiên cứu của mình vừa công bố thành công mới nhất của mình trên tạp chí khoa học Vật liệu mới – Advanced Material. Ông cho biết, tổ hợp vật liệu độc đáo đã giúp tạo ra pin lithium carbon dioxide với hiệu quả cao hơn và tuổi thọ dài hơn, cho phép sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến. Nghiên cứu này được hỗ trợ, một phần, bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Văn phòng Hiệu quả Năng lượng và Năng lượng tái tạo và Quỹ Khoa học Quốc gia. Kết quả khả quan có thể coi là một bước nhảy vọt trong công nghệ pin “xanh”, và xa hơn nữa có thể góp phần giảm thiểu mối họa carbon dioxide (CO2) đang tiếp tục được tích tụ trong khí quyển.

Có thể bạn chưa biết?

Công nghệ pin Li-CO2 đang được nhiều trường đại học và viện nghiên cứu theo đuổi, trong đó có Viện Khoa học và Công nghệ công nghiệp tiên tiến Quốc gia Nhật Bản và Đại học Nam Kinh của Trung Quốc. Song song với việc “nhốt” các phân tử cac-bon hình thành trong quá trình tái nạp điện, cac nhà khao học cũng đang nghiên cứu khảo năng “bắt” CO2 trực tiếp từ không khí bên ngoài, thay vì sử dụng nguồn khí carbon dioxide tinh khiết nạp sẵn vào pin như hiện nay. Nếu các công nghệ này được hiện thực hóa thì sẽ mở ra khả năng loại bỏ các khí độc hại hoặc gây ô nhiễm khác như carbon monoxide, sulfur dioxide, nitric oxide và nitơ dioxide trong khí quyển.

ĐTTD