Các nhà nghiên cứu Mỹ tuyên bố đã tìm thấy một loại vật liệu để chế tạo ra pin hoạt động hiệu quả hơn gấp ba lần so với pin hiện nay trên thị trường. Đây không phải là lần đầu tiên chúng ta có thông tin như vậy.
Trong khi các tính năng của những chiếc điện thoại thế hệ mới nhất hiện nay khá giống nhau, độ bền của thiết bị trở thành một trong những điều sống còn trong cuộc cạnh tranh khốc liệt giữa các nhà sản xuất. Giải pháp có thể đã được tìm thấy bởi các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford (California, Mỹ).
Họ tuyên bố đã chế tạo ra một loại pin có hiệu suất hoạt động mạnh hơn gấp ba lần so với pin hiện nay trên thị trường. Thông tin này được đề cập trong một bài báo đăng trên tạp chí Nature nanotechnology ngày 27/7 vừa qua. Loại pin này sẽ có mặt trên thị trường trong vòng 5 năm tới, một nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford tiết lộ trên trang web chuyên ngành PC World (bằng tiếng Anh).
 |
| Thiết bị phát triển nhanh hơn nhiều so với sự nâng cấp pin |
Các loại pin lithium-ion đang được trang bị cho hầu hết các thiết bị di động hiện nay của chúng ta tốt hơn so với pin niken hiđrua kim loại, pin thế hệ trước. Về cơ bản, pin không được nâng cấp nhiều trong vòng nhiều thập kỷ qua, ngược lại với xu hướng phát triển của các thiết bị có mặt trên thị trường.
Các thiết bị điện tử tuân theo định luật Moore. Được nghĩ ra năm 1965 bởi Gordon Moore, người đồng sáng lập của Intel, hãng này khẳng địnhrằng cứ sau 18 tháng, sức mạnh tính toán của một bộ xử lí tăng gấp đôi. Định luật này được tin học khẳng định. "Nhưng đối với pin, đó là chất hóa học thực hiện định luật. Và hóa học không tiến bộ nhanh, không phát triển nhanh như tin học. Người ta không thể làm khác", Jean-Marie Tarascon, giáo sư tại Đại học Pháp và giám đốc mạng lưu trữ năng lượng điện (RS2E).
Tóm lại, pin có tốc độ phát triển chậm trong khi cùng thời gian đó, các thiết bị của chúng tôi ngày càng ngốn nhiều năng lượng hơn (với màn hình độ phân giải cao hơn, thậm chí các tính năng được nâng cấp hơn nhiều, nhiều mạng quản lý, vv). Trong hoàn cảnh như vậy, tuổi thọ pin ngày càng quan trọng hơn.
Pin hiện nay vẫn còn dùng 100 năm nữa
Pin có một tương lai tươi sáng. "Sự phát triển của các thế hệ pin lithium-ion mới, đặc biệt là dành cho xe điện, hơn bao giờ hết là đề tài nghiên cứu ưu tiên của khoa học và công nghiệp," theo mạng RS2E. "Pin Lithium-ion là pin chì của thế kỷ 20, ông Jean-Marie Tarascon. Bên cạnh đó, chúng ta vẫn không từ bỏ pin chì. Chúng ta vẫn còn dùng loại pin này trang bị cho ô tô. Về pin lithium-ion, chúng ta vẫn phải dùng nó khoảng 100 năm nữa".
Công nghệ lithium đã đạt đến giới hạn nội tại của nó. Nhưng các kỹ sư đang tìm cách cải thiện những gì có thể được. Ví dụ, trong tháng 2 năm 2013, các nhà khoa học cho biết họ đã tìm thấy pin của tương lai bằng cách thay thế một thành phần của pin lithium-ion bằng thành phần khác.
Thay than chì bằng silicon, sạc pin chỉ mất khoảng 10 phút, theotrang web chuyên ngành Le Journal du Geek. Hai tháng sau, vào tháng 4 năm 2013, công ty SiNode Systems, cho biết công ty này đã tăng gấp mười lần tuổi thọ pin lithium-ion bằng cách thay thế graphit bằng vật liệu mới graphene - một vật liệu công nghệ cao cứng hơn thép và nhẹ hơn cả lông chim.
Xét về tính hiệu quả của pin lithium-ion, Jean-Marie Tarascon nhắc lại rằng từ năm 1991 đến nay, hiệu suất của loại pin này đã tăng gấp đôi. Và chuyên gia cho rằng chúng tôi vẫn có thể tăng gấp đôi hiệu suất của pin trong vòng 30 năm sắp tới.
Các nhà nghiên cứu mò mẫm
Các nhà khoa học đã và đang thử nghiệm các kỹ thuật mới. Dưới đây là một số khám phá của họ. Lithium-không khí. Như tên gọi của nó, pin này được tạo ra bởi phản ứng giữa oxy và lithium. "Đây là một công nghệ đột phá so với pin lithium-ion được sử dụng trong pin hiện tại", trang Cnet cho biết. Lượng năng lượng lưu trữ của pin này cao hơn mười lần so với pin lithium-ion.
Đại gia máy tính IBM đã dựa vào pin lithium-không khí để mở rộng dự án "Pin 500" của hãng này. Các nhà sản xuất ô tô như Toyota và BMW cũng quan tâm đến việc xây dựng và phát triển thị trường xe ô tô điện. Trong lĩnh vực này, "các nghiên cứu vẫn tiếp tục được tiến hành, với hàng tỷ vốn đầu tư vào", báo Le Monde trong bài viết tháng 9 năm 2013.
Tháng 5, có một sự thay đổi lớn trong lĩnh vực này. Trang web Mỹ Quartz (tiếng Anh) cho biết rằng giám đốc của dự án "Pin 500" của IBM đã từ bỏ đường đua, nhưng điều này không làm nản lòng các dự án khác trên thế giới đang tiếp tục kiên trì theo đuổi mục tiêu của họ. Đối với Jean-Marie Tarascon, "lithium-không khí được bán quá nhanh". Chuyên gia này nói: "Đây là một hệ thống cực kỳ phức tạp" và những thực nghiệm đầu tiên sẽ được tiến hành từ nay đến 20 hoặc 25 năm tới.
Lithium-lưu huỳnh
Quá trình này được nghiên cứu từ 20 năm nay. Nó cho phép tăng thời gian hoạt động của pin, nhưng pin này có tuổi thọ ngắn hơn so với tuổi thọ của pin lithium-ion. Tuy nhiên, "có vẻ như những nghiên cứu gần đây đang đi đúng hướng. Điều này khá đầy hứa hẹn và đáng khích lệ", Jean-Marie Tarascon nói.
Vật liệu hữu cơ sinh học
Tháng 4 vừa qua, nền tảng StoreDot (Israel) được nhắc đến nhiều sau khi trình bày nguyên mẫu sạc điện thoại di động kết hợp hai lợi thế : vật liệu hữu cơ sinh học, không gây ô nhiễm môi trường, và sạc đầy trong vòng 30 giây.
Công ty này cho trang web chuyên ngành Futura-Sciences biết rằng "2-3 năm phát triển" là thời gian cần thiết "để có thể sản xuất pin dành cho điện thoại thông minh với kích thước và hiệu suất của các mô hình tiêu chuẩn". Trang web chuyên ngành này cho rằng nhà sản xuất Hàn Quốc Samsung là một trong những "nhà đầu tư lớn" cho nền tảng này. "Điều này là dấu hiệu tốt cho tiến bộ khoa học này", Futura-Sciences cho biết. Tuy nhiên, sự nâng cấp vẫn có hạn chế : thời gian sạc nhanh hơn đồng nghĩa với việc tuổi thọ pin giảm.
Quế Anh/VnMedia
