Đột phá công nghệ pin sạc đầy trong 3 phút, nạp 60.000 chu kỳ vẫn "khỏe" như mới

Các nhà khoa học vừa chế tạo thành công nguyên mẫu pin kẽm-iốt với khả năng sạc siêu tốc và tuổi thọ vượt trội.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Flinders (Úc) vừa công bố trên tạp chí Angewandte Chemie một bước tiến lớn đối với dòng pin kẽm-iốt gốc nước. Nguyên mẫu này có thể sạc đầy chỉ trong vòng 3 phút và đạt độ bền ấn tượng hơn 60.000 chu kỳ sạc - xả. Các cell pin hoạt động ở mức điện áp 1,3 - 1,4 volt, đồng thời ghi nhận mức độ suy giảm dung lượng cực thấp chỉ từ 0,0001 - 0,0003% sau mỗi lần sạc.

Pin kẽm mở ra tương lai mới thay thế pin lithium-ion.

Để giải quyết vấn đề "hiệu ứng con thoi" từng khiến loại pin này nhanh hỏng, các nhà khoa học đã ứng dụng polymer cyclodextrin có nguồn gốc từ tinh bột giá rẻ. Cấu trúc dạng lồng độc đáo này sở hữu lớp ngoài ưa nước và bên trong kỵ nước, giúp kiểm soát hiệu quả các hợp chất polyiodide gây hại. Nhờ đó, pin kẽm-iốt đã khắc phục triệt để điểm yếu về tuổi thọ ngắn vốn là rào cản lớn nhất trước đây.

So với công nghệ lithium-ion hiện nay, pin gốc kẽm mang lại độ an toàn vượt trội nhờ loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cháy nổ nguy hiểm. Không những thế, loại pin mới còn có thể sánh ngang hoặc vượt mặt pin lithium-ion về cả năng lượng riêng lẫn mật độ năng lượng. Đây được xem là hướng đi triển vọng giúp mang lại nguồn năng lượng giá thành rẻ hơn với nguồn cung dồi dào.

Sở hữu từ 20 - 28% trữ lượng kẽm toàn cầu, Úc đứng trước cơ hội lớn để giảm bớt sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng pin lithium-ion từ Trung Quốc. Phát minh này cũng mở ra hy vọng giải quyết bài toán rác thải khi lượng thải bỏ pin lithium tại Úc dự báo vượt 136.000 tấn vào năm 2036. Việc thay thế bằng vật liệu thân thiện hơn sẽ giảm thiểu đáng kể các tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên.

Hình minh họa pin kẽm-iốt gốc nước.

Dù sở hữu tiềm năng khổng lồ, công nghệ pin kẽm-iốt hiện vẫn chỉ dừng lại ở giai đoạn chế tạo nguyên mẫu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Đại học Flinders đang tích cực bắt tay với các đối tác doanh nghiệp để xây dựng nền tảng thử nghiệm quy mô lớn. Việc công nghệ này có thể tiến tới sản xuất thương mại hay không sẽ phụ thuộc nhiều vào mức độ đầu tư và khả năng tiếp nhận của thị trường trong tương lai.

Công nghệ pin Xem thêm