Pin Li-S hứa hẹn tăng dung lượng gấp 5 lần

Pin Li-S đột phá hứa hẹn ta8nng dung lượng đến dung lượng gấp 5 lần.

Các nhà nghiên cứu Úc đang tự hào về một bước nhảy vọt lớn trong thế giới pin, có khả năng thay đổi cuộc chơi đối với xe điện cũng như điện thoại thông minh. Tên của người thay đổi trò chơi? Pin lithium-lưu huỳnh (Li-S).

Được phát triển tại Đại học Monash ở Melbourne, thiết kế pin Li-S mới được tạo ra mang lại nhiều ưu điểm ấn tượng so với pin lithium-ion truyền thống mà tất cả chúng ta đều biết (và đôi khi, phải thay thế một cách miễn cưỡng). Với mức năng lượng khổng lồ gấp năm lần trong khi chi phí chỉ bằng một nửa, công nghệ pin mới trông giống như Chén Thánh mà thế giới đang tìm kiếm.

Điểm mấu chốt của tiến bộ này xoay quanh việc giảm lượng lithium sử dụng và tăng đáng kể tuổi thọ của pin. Nhưng điều thu hút sự chú ý không chỉ là tuổi thọ được nâng cao. Các chuyên gia Monash này đã giới thiệu “cực dương lá lithium phủ polymer nano”, nói một cách đơn giản hơn, là một thiết kế mới hợp thời, dễ sử dụng hơn và chứa nhiều năng lượng hơn.

Trong lịch sử, pin Li-S có một số chất, hãy gọi nó là “hóa chất không mong muốn”. Khi cực dương lithium và cực âm lưu huỳnh quyết định kết hợp với nhau, chúng sẽ sinh ra các sợi nhánh – cấu trúc giống như cây – sẽ làm suy giảm pin và chất điện phân. Kết quả là, những loại pin này đôi khi sẽ ngừng hoạt động sau khoảng 50 chu kỳ sử dụng. Và đôi khi chúng còn làm chập mạch và khiến chất điện phân dễ cháy bốc cháy. Nhưng hãy nhớ rằng pin pin lithium-ion cũng không vô hại, đôi khi bốc cháy.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu của Monash, dẫn đầu bởi nghiên cứu sinh tiến sĩ đầy nhiệt huyết Declan McNamara, đã nghĩ ra một giải pháp cho những vấn đề khoa trương này. Lớp phủ polymer của chúng, mỏng hơn một tờ giấy và có đầy các lỗ cực nhỏ (rộng chưa đến một nanomet), hoạt động như một cơ chế giám sát. Nó cho phép các ion lithium di chuyển tự do đồng thời cản trở các hóa chất gây rối loạn khác. Theo McNamara, lớp phủ này không chỉ hoạt động như một người giám sátmà còn là một hệ thống hỗ trợ, hỗ trợ lithium trong việc sạc và xả pin.

McNamara giải thích: “Nếu bạn nghĩ về lithium kim loại như một thiếu niên có năng lượng vô biên, thì một cục pin kém sẽ khiến năng lượng đó bị lãng phí. Tuy nhiên, nếu khai thác đúng cách, năng lượng này có thể tạo ra các thiết bị lưu trữ vượt trội và dễ chế tạo. Lớp phủ mới giúp chúng tôi tiến gần hơn đến việc sản xuất pin Li-S hiệu quả.”

Ủng hộ McNamara, Giáo sư Mainak Majumder chỉ ra rằng nghiên cứu này đưa ra một kế hoạch chi tiết mới để bảo vệ Li-metal khỏi sự phân hủy nhanh chóng, trước đây là gót chân Achilles của pin Li-S. Theo Giáo sư Matthew Hill, một thành viên khác của nhóm nghiên cứu, những loại pin này có thể là sản phẩm lớn tiếp theo cho một thị trường đang khao khát các giải pháp năng lượng tiên tiến, đặc biệt khi nhu cầu về xe điện, máy bay và thiết bị điện tử tăng cao.

Hiện nay, mặc dù pin Li-S hiện đang thu hút sự chú ý nhưng điều quan trọng cần nhớ là thế giới pin rất rộng lớn. Các đối thủ mới nổi khác như kẽm-ion, natri-ion và sắt-không khí cũng đang tranh giành một miếng bánh, mong muốn thách thức sự thống trị lâu dài của lithium-ion.