Vật liệu mới của Ampcera giúp pin sạc nhanh hơn, dùng được cả tuần
Ampcera nói loại bột điện giải rắn nano-sunfua của công ty là vật liệu mang tính đột phá có thể giúp pin ĐTDĐ sạc nhanh hơn, dùng được cả tuần, hoạt động mát hơn.
Theo trang TCD, Ampcera (hãng công nghệ cao có trụ sở tại Mỹ) đã bắt đầu bán ra loại bột điện giải rắn nano-sunfua. Nghe giống một loại nước bổ sung năng lượng mới, và theo một cách nào đó, đúng là vậy nhưng là dành cho các thiết bị của người dùng như điện thoại di động (ĐTDĐ) hay ô tô điện.
Nano-sunfua là một loại vật liệu sunfua có kích thước rất nhỏ, thường dưới 100 nanomet, được sử dụng làm chất điện giải rắn trong pin thể rắn.
Loại bột điện giải rắn nano-sunfua không văng tung tóe như chất lỏng trong pin thông thường mà cho phép năng lượng truyền qua các vật liệu rắn. Nói cách khác, nó giúp pin có thể hoạt động mát hơn, sạc nhanh hơn và dùng được lâu hơn rất nhiều.
Ampcera cũng khẳng định loại bột này mang lại “độ an toàn cao hơn và năng lượng nhiều hơn 50% so với pin lithium-ion hiện tại”.
Theo Ampcera, đây không phải chỉ là lý thuyết trong phòng thí nghiệm vì đã có nhiều đơn đặt hàng sản phẩm của họ. Hơn 200 khách hàng đang sử dụng vật liệu mới trong các thử nghiệm, Ampcera tuyên bố.
Ampcera chuyên nghiên cứu và phát triển vật liệu pin thể rắn, đặc biệt là điện giải rắn nano-sulfide dùng trong pin lithium tiên tiến. Công ty Mỹ tập trung vào việc tạo ra vật liệu điện giải rắn hiệu suất cao để cải thiện độ an toàn, mật độ năng lượng và tốc độ sạc của pin, đặc biệt cho ô tô điện, thiết bị điện tử tiêu dùng (smartphone, laptop...), lưu trữ năng lượng lưới điện, thiết bị công nghiệp và quân sự.
"Giống như bạn sạc ĐTDĐ và đến 1 tuần sau vẫn còn pin"
Phần lớn pin thể rắn hiện nay vẫn phụ thuộc vào chất lỏng, vốn có thể quá nhiệt hoặc bị phân hủy.
Vật liệu mới của Ampcera thay đổi điều đó. Theo TCD, Ampcera tuyên bố rằng các tế bào (cell) pin thể rắn của họ đạt mật độ năng lượng 400 Wh/kg và giữ được 80% dung lượng sau khi sạc nhanh. Điều đó giống như bạn sạc ĐTDĐ một lần và đến 1 tuần sau vẫn còn pin.
Cell là đơn vị cơ bản cấu tạo nên một bộ pin. Một bộ pin lớn, như loại dùng trong xe điện hoặc để lưu trữ năng lượng mặt trời, được tạo thành từ nhiều cell nhỏ hơn kết nối với nhau. Mỗi cell này là một đơn vị riêng biệt có khả năng tạo ra và lưu trữ điện năng.
Loại bột điện giải rắn nano-sunfua của Ampcera ít gặp sự cố hơn đồng nghĩa với ít vật liệu quý bị lãng phí hơn. Điều này giúp giảm khai thác mỏ và ô nhiễm không khí lẫn nước từ quá trình xử lý nguyên liệu.
“Độ an toàn cao hơn cùng năng lượng nhiều hơn 50%” không chỉ là lời hứa mà đang được áp dụng thực tế, TCD đưa tin. Thiết kế pin ổn định hơn làm giảm nguy cơ xảy ra sự cố nhiệt, có thể dẫn đến quá nhiệt hoặc nghiêm trọng hơn thế.
Với những người sống ở các thành phố đông đúc hay môi trường nhạy cảm, độ tin cậy đó có thể đồng nghĩa ít vấn đề về an toàn hơn, chi phí bảo hiểm thấp hơn và sự yên tâm hơn, qua đó định hình lại cách chúng ta cấp điện cho công nghệ tương lai. Bạn hãy liên tưởng đến lưu trữ năng lượng lưới điện, xe tải giao hàng chạy điện và thậm chí cả thiết bị quân sự. Khả năng sạc nhanh và hệ thống năng lượng đáng tin cậy sẽ ảnh hưởng đến nhiều thứ, từ ứng phó khẩn cấp cho đến hàng không.
Lưu trữ năng lượng lưới điện là quá trình lưu trữ điện dư thừa từ lưới điện để sử dụng sau này, giúp ổn định nguồn cung và giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.
Nếu chuỗi cung ứng thuận lợi, các loại pin thế hệ tiếp theo có thể bắt đầu xuất hiện trong vòng hai năm tới. Không rùm beng, nhưng đó là kiểu nâng cấp, cùng với các công nghệ xanh thông minh như tấm pin năng lượng mặt trời, âm thầm sẽ khiến nhiều thứ an toàn hơn, nhanh hơn và sạch hơn khi sử dụng.
Pin ô tô điện sẽ sạc nhanh hơn, mạnh hơn và rẻ hơn nhờ phương pháp đột phá
Tháng trước, Viện Nghiên cứu y khoa Max Planck (Đức) thông báo đã khám phá ra cách làm pin mạnh mẽ hơn, sạc nhanh hơn và có tuổi thọ lâu hơn.
Các chuyên gia tại Viện Nghiên cứu y khoa Max Planck đã khám phá ra cách làm được điều này bằng cách tái định nghĩa cách hoạt động của điện cực.
Điện cực bao gồm hai phần chính: Vật liệu tiếp xúc (thường là lá đồng hoặc nhôm) giúp chuyển dòng điện ra vào pin, và vật liệu hoạt tính hấp thụ hoặc giải phóng điện tích đó.
Các nhà sản xuất pin đang đối mặt với một bài toán nan giải. Nếu họ làm điện cực dày hơn thì lưu trữ được nhiều năng lượng hơn nhưng tốc độ sạc sẽ chậm hơn. Ngược lại, nếu làm điện cực mỏng hơn, pin sẽ sạc nhanh hơn nhưng không giữ được nhiều năng lượng.
Nhóm nghiên cứu tại Max Planck đã tìm ra cách để dung hòa cả hai yếu tố này bằng cách sử dụng lưới kim loại thay vì lá phẳng. Lưới kim loại cho phép các ion tích điện di chuyển nhanh hơn nhiều. Ông Joachim Spatz, Giám đốc Viện nghiên cứu y khoa Max Planck, ví những dải kim loại siêu mỏng tạo nên lưới này như “một dạng đường cao tốc dành cho các ion kim loại”.
“Cơ sở cho việc này là một cơ chế vận chuyển ion trong điện cực mà trước đây chưa từng được biết đến”, Joachim Spatz nói.
Nghiên cứu cho thấy rằng nhờ phương pháp đột phá này, ion di chuyển nhanh gấp 56 lần so với trong điện cực thông thường. Vì lưới kim loại cho phép điện cực dày gấp 10 lần mức bình thường, nên có thể lưu trữ lượng năng lượng nhiều hơn tới 85% so với điện cực lá truyền thống.
Pin sạc nhanh hơn và nhiều năng lượng hơn đồng nghĩa với phạm vi hoạt động xa hơn của ô tô điện. Việc này có thể khiến nhiều người chuyển từ ô tô chạy bằng xăng sang xe điện, giúp giảm mạnh lượng khí thải carbon - một trong những nguyên nhân chính gây biến đổi khí hậu.
Tuy nhiên, đó chưa phải là tất cả. Theo Joachim Spatz, sản xuất pin bằng lưới kim loại có thể rẻ hơn khoảng 30 - 40% so với các phương pháp hiện tại. Thay cho quy trình hiện tại - vốn phức tạp và đôi khi sử dụng dung môi độc hại, phương pháp mới này đưa vật liệu hoạt tính lên lưới dưới dạng bột khô. Người ta hy vọng rằng khoản tiết kiệm trong chi phí sản xuất pin ô tô điện sẽ làm giảm giá thành cho khách hàng.
Chưa rõ thời điểm loại pin mới sẽ có mặt trên thị trường, nhưng Joachim Spatz đã thành lập một công ty khởi nghiệp và đang hợp tác với các nhà sản xuất ô tô để tiếp tục phát triển công nghệ đó.