Các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard danh tiếng có thể đã đạt được bước đột phá trong nghiên cứu về công nghệ pin thể rắn. Kết quả nghiên cứu được công bố trên ấn bản mới nhất của tạp chí Nature Materials và chỉ ra cách có thể phát triển pin thể rắn để sạc đầy trong vòng 10 phút.
Các nhà nghiên cứu pin kim loại lithium đang làm việc tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng John A. Paulson (SEAS) của Harvard. Tác giả chính của bài báo được xuất bản trên Materials Science là Xin Li, Phó Giáo sư Khoa học Vật liệu tại SEAS. Loại pin mới được phát triển này có chu kỳ sạc ước tính khoảng 6.000 lần, nhiều hơn bất kỳ loại pin dạng túi nào khác.
Theo các nhà nghiên cứu, pin cực dương kim loại Lithium được coi là lựa chọn pin hàng đầu vì chúng có công suất gấp 10 lần cực dương than chì và có thể tăng đáng kể quãng đường di chuyển của xe điện. Kết quả nghiên cứu đánh dấu một bước quan trọng hướng tới pin thể rắn thực tế hơn với sự phân nhánh lớn cho các ứng dụng công nghiệp và thương mại.
Xe điện có thể sẽ sớm được sạc pin nhanh hơn
Sự hình thành các sợi nhánh trên bề mặt cực dương là một thách thức lớn trong việc phát triển pin thể rắn. Những thứ này có thể tích tụ trên bề mặt lithium và phát triển như rễ cây trong chất điện phân. Sự phát triển của chúng giúp làm hỏng hàng rào ngăn cách cực dương và cực âm, dẫn đến đoản mạch hoặc có thể cháy.
Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một loại pin nhiều lớp kẹp các vật liệu khác nhau có độ ổn định khác nhau giữa cực dương và cực âm. Thiết kế năm 2021 này đã ngăn chặn sự xâm nhập của các sợi nhánh lithium mặc dù nó không ngăn chặn hoàn toàn sự phát triển của chúng.
Bước đột phá của nhóm nghiên cứu Harvard là họ đã ngăn chặn thành công sự hình thành đuôi gai bằng cách sử dụng các hạt silicon có kích thước micron ở cực dương để hạn chế phản ứng ở bề mặt nông mà không thâm nhập sâu hơn. Theo tác giả chính Li, lithium được bao quanh hạt silicon. Vì quá trình mạ và bong tróc có thể diễn ra nhanh chóng trên bề mặt phẳng nên pin được phát triển có thể sạc đầy trong khoảng 10 phút.
Pin được phát triển vẫn giữ được 80% công suất sau 6.000 chu kỳ, tốt hơn nhiều so với bất kỳ loại pin dạng túi nào trên thị trường. Công nghệ này đã được Văn phòng Phát triển Công nghệ Harvard cấp phép choAdden Energy, đây là một nhánh của nỗ lực nghiên cứu tại Harvard và được đồng sáng lập bởi Xin Li và ba người khác đều là cựu sinh viên Harvard. Công nghệ này đang được mở rộng quy mô để tạo ra pin điện thoại lớn hơn nhiều so với pin dạng túi.
Tuy nhiên vẫn còn những thách thức trong quá trình phát triển pin thể rắn tối ưu trước khi nó trở thành sản phẩm thương mại. Việc sản xuất hàng loạt công nghệ như vậy đặt ra những thách thức lớn hơn.
TH (phapluatxahoi.kinhtedothi.vn)
