Phát triển thành công pin lithium-air mạnh gấp 10 lần, rẻ gấp 5 lần pin thường

Thực tế hiện nay, những mẫu xe điện chỉ có thể chạy được tối đa từ 128 - 160 km mỗi lần sạc. Điều này là một sự thật đã được ghi nhận trong nghiên cứu mới đây của ĐH. Cambridge.

Trong nhiều yếu tố hạn chế tốc độ của xe điện, những yếu tố chính được liệt kê là mật độ năng lượng của pin lithium-ion, trọng lượng và chi phí. Trọng lượng và chi phí là những yếu tố khó có thể sớm thay đổi nhưng công nghệ pin lithium-ion là điều hoàn toàn có thể.

Với công nghệ pin lithium-oxygen hay lithium-air vừa được phát triển thành công, hiệu suất sử dụng pin và khả năng tiết kiệm chi phí cho người dùng sẽ được cải thiện đáng kể.

Theo các nhà nghiên cứu tại ĐH. Cambridge, họ đã thành công trong việc tạo ra loại pin lithium-air có mật độ năng lượng cao gấp 10 lần pin lithium-ion được sử dụng nhiều trong xe điện hay các thiết bị di động. Cũng theo một nghiên cứu mới nhất đăng trên tạp chí Science, mật độ năng lượng trên loại pin lithium-air này thậm chí còn ngang bằng với các nhiên liệu như xăng dầu.

Không chỉ dự trữ được nhiều năng lượng hơn, loại pin lithium-air mới còn đạt được hiệu suất sử dụng đáng nể, trên 90%. Trong khi đó, các loại pin lithium-ion hiện nay chỉ đạt được hiệu suất tối đa từ 80-90%. Các nhà khoa học cũng cho biết, vòng đời sạc pin có thể kéo dài tới hơn 2.000 lần, cao hơn rất nhiều so với con số khoảng 500 lần sạc của pin lithium-ion.

Nguyên mẫu thử nghiệm của pin lithium-air.

Tuy nhiên, giá cả mới chính là điều đáng nói đối với công nghệ pin lithium-air mới. Theo khẳng định, công nghệ pin mới này sẽ ít tốn kém hơn gấp 5 lần và nhẹ hơn 5 lần so với pin lithium-ion.

Trong khi các loại pin thông thường có kết cấu khép kín với các tấm oxit kim loại nặng và chất oxy hóa bên trong thì pin lithium-air lại tiết kiệm khá nhiều trọng lượng dư thừa do sử dụng tấm oxit nhẹ hơn và tận dụng oxy trong không khí để tạo ra nguồn năng lượng.

Pin lithium-air hoạt động bằng cách lấy oxy từ không khí sau đó cất trữ nó vào trong các catot cấu trúc nano carbon. Trong quá trình xả điện oxy sẽ phản ứng với các ion lithium tạo ra lithium peroxide  và từ đó sinh ra điện năng.

Quay trở lại với vấn đề giới hạn quãng đường mỗi lần sạc trên xe điện. Nếu như xe điện được trang bị công nghệ pin lithium-air mới có sức mạnh gấp 10 lần và nhẹ hơn gấp 5 lần, quãng đường đi được nhiều khả năng có thể đạt tới hơn 643 km mỗi lần sạc đầy.

Tất nhiên, công nghệ này nếu được ứng dụng trên các thiết bị di động cũng sẽ đem lại những hiệu quả tương tự. Khi đó, điện thoại vừa có thể hoạt động lâu hơn gấp 10 lần mà vẫn có thể giữ nguyên kích thước nhỏ gọn như ban đầu.

Mặc dù vậy, đây mới chỉ là những nguyên mẫu đầu tiên trong phòng thí nghiệm. Các nhà nghiên cứu dự đoán những sản phẩm thương mại đầu tiên sẽ bắt đầu được tung ra trong vòng một thập kỷ tới. Một khi những sản phẩm này được tung ra thị trường, nó sẽ góp phần thay đổi cách sử dụng năng lượng của con người trong tương lai.

Tham khảo Mashable