Dự đoán công nghệ pin của tương lai

Thời lượng pin luôn là nỗi ám ảnh đối với các thiết bị điện tử bởi trong khi chúng ta càng ngày càng được sở hữu những chiếc điện thoại siêu nhanh, những chiếc laptop mạnh mẽ thì chúng cũng càng ngốn nhiều điện hơn nhưng công nghệ pin thì vẫn cứ ì ạch tại chỗ. Hệ quả là những chiếc smartphone hiện tại luôn phải tăng dung lượng pin để kéo dài thời gian sử dụng. Tuy nhiên, điều này kéo theo hệ quả là chiếc smartphone sẽ trở nên cồng kềnh và nặng nề hơn.



Vấn đề cần giải quyết sớm đó là chúng ta phải tìm ra các công nghệ pin mới với khả năng chứa nguồn năng lượng nhiều hơn. Bên cạnh đó, các yếu tố như tốc độ sạc, tuổi thọ pin hay giá thành sản xuất cũng trở nên cực kỳ quan trọng.

Sau đây, chúng tôi xin giới thiệu 5 công nghệ pin mới của tương lai với tính khả thi rất cao.1. Pin Porous silicon Li-ion 

Các nhà nghiên cứu tại USC đã phát triển một loại pin Lithium-ion mới, trong đó các điện cực dương graphite được thay thế bằng các phân tử nano porous silicon. So với loại pin Lithium-ion truyền thống hiện nay, loại pin Porous silicon Li-ion mới có thể chứa nguồn năng lượng nhiều gấp 3 lần, và chỉ cần sạc trong vòng10 phút.




Giáo sư Chongwu Zhou, người đứng đầu của dự án tại USC khẳng định rằng: "Đây là một nghiên cứu rất thú vị và là bước khởi đầu cho thế hệ pin Lithium-ion tiếp theo".


Tuy nhiên, một thách thức đặt ra là mẫu pin thử nghiệm mới chỉ có tuổi thọ khoảng 200 lần sạc (so với 500 lần ở các loại pin truyền thống). Nhưng giáo sư Zhou tin rằng nhóm nghiên cứu của ông sẽ sớm nâng cao được tuổi thọ của loại pin mới này.

Theo dự kiến, pin Porous silicon Li-ion có thể xuất hiện trên thị trường trong vòng 2 đến 3 năm tới.

2. Sợi nano Liti lưu huỳnh carbon 

Các nhà khoa học của đại học Stanford cho rằng silicon có khả năng lưu trữ nhiều ion Liti hơn so với các loại điện cực hiện nay, và điều này sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc tăng mật độ năng lượng của pin. Nhưng có một điều cần chú ý, silicon thường nở ra khi chúng nhận ion, và chuyển động này có xu hướng phá vỡ đường dẫn điện của cực dương. Tuy nhiên, sử dụng các ống nano có thể giải quyết được việc này.




Thêm vào đó, họ cũng đã tìm ra rằng các ống nano carbon được tráng lưu huỳnh cho phép tăng dung lượng của pin lên từ 4 đến 5 lần so với với pin thông thường. Các nhà khoa học cũng cho rằng lưu huỳnh thân thiện với môi trường và rẻ hơn bởi vì chúng luôn có sẵn và ít độc hại.

3. Pin Lithium cacbon không khí

Những công ty đầu tư vào nghiên cứu pin nhiên liệu có thể sẽ nhận được khoản lợi nhuận rất lớn trong tương lai nếu như công nghệ của họ được ứng dụng rộng rãi. IBM hiện nay đã gia nhập vào thị trường này khi bắt đầu khởi động dự án Project 500.


Mục tiêu của họ là tăng sức mạnh của hệ thống pin để giúp cho chiếc xe di chuyển được 500 dặm mỗi lần sạc. Điều đó có nghĩa là bạn có thể di chuyển từ Los Angeles đến Phoenix với mỗi lần sạc, thậm chí chạy thêm một vòng quanh trị trấn.

Để làm được điều đó, các nhà khoa học của IBM đã phát triển hệ thống pin li-thium không khí với khả năng tạo ra mật độ năng lượng cao hơn so với hệ thống pin hiện nay. IBM cho biết pin của họ có thể hoạt động trong thời gian dài hơn nhờ sử dụng điện cực carbon, trong đó các ion phản ứng với oxy. Hiện nay, thông tin chi tiết về hệ thống này vẫn chưa được IBM công bố rộng rãi, nhưng hãng cũng tiết lộ rằng công nghệ mới trên đã được phát triển đến cấp độ phân tử. Hãng này cũng hi vọng trong năm nay một phiên bản pin nguyên mẫu sẽ được hoàn thiện.


4. Pin cực anốt bằng thiếc

Ý tưởng công nghệ Pin cực anốt bằng thiếc mới đang trong quá trình phát triển và chưa hướng tới thương mại hóa, nhưng đang tỏ ra rất có triển vọng. Cụ thể, các nhà nghiên cứu tới từ Đại học Washington đang làm việc để cải thiện cực anốt với các vật liệu như thiếc.



Áp dụng một cách mới lạ, nhưng hiệu quả đạt được mang đầy tính bất ngờ. Loại pin mới có thể lưu trữ năng lượng nhiều gấp 3 lần so với sử dụng than chì thông thường. Đồng thời cũng cho phép pin được sạc lại nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc độ hiện nay.

Bên cạnh đó, chi phí vật liệu và quá trình sản xuất cũng rẻ hơn. Dự kiến, loại pin sử dụng cực anốt bằng thiếc sẽ sớm được phát hành thương mại hóa trong vòng một hoặc hai năm tới.

5. Pin sử dụng sợi pha lê trong răng ốc biển

Đây là loại pin đặc biệt với cấu tạo từ các vật liệu nano và triết suất sợi pha lê của răng ốc biển sống ngoài khơi bờ biển California. Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học California đã phải kiên trì khai thác loại vật liệu mới này từ các mẫu tảo và đá là thức ăn của ốc biển.

Ưu điểm của pin sử dụng sợi pha lê trong răng ốc biển là có chi phí sản xuất cực rẻ và có thể chế tạo với số lượng lớn trong khoảng thời gian ngắn.