Sắp có loại pin xe điện siêu rẻ, sạc siêu nhanh

Các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra loại pin cực dương đầu tiên trên thế giới, mở đường cho việc sản xuất pin xe điện giá rẻ, sạc nhanh, dung lượng lớn.

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.

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.