Cha đẻ pin Lithium đến Việt Nam, chia sẻ thứ nhiều người hiểu sai về pin

Nếu bạn đang đọc bài viết này bằng một thiết bị di động, chẳng hạn như smartphone hay laptop, thì nhiều khả năng bạn cũng đang sử dụng thành quả từ công trình nghiên cứu của người đàn ông này. Ông là GS. Stanley Whittingham - cha đẻ của pin Lithium-ion (hay pin Lithium).

Trong hành trình nghiên cứu của mình, vị giáo sư 82 tuổi đã phát minh ra nguyên lý hoạt động của pin Lithium và xác định vai trò của ion Lithium như một chất mang điện tích hiệu quả. Ông cũng là người tiên phong nghiên cứu khái niệm xen kẽ điện cực và đã mô tả tỉ mỉ sự khuếch tán của Lithium vào các mạng tinh thể kim loại khác nhau.

Pin Lithium ra đời thế nào?

Chia sẻ với phóng viên Dân trí tại tuần lễ Khoa học công nghệ VinFuture 2023, GS. Whittingham cho biết hành trình chế tạo ra pin Lithium của ông bắt đầu từ năm 1972, và ông chỉ mất 2-3 tháng để chế tạo ra được phiên bản mini của loại pin này.

"Trước khi pin Lithium ra đời, chúng ta có 2 loại pin sử dụng axit và kiềm. Hạn chế của 2 loại pin này là nguồn năng lượng tạo ra thấp. Chúng cực kỳ độc hại, đến mức hiện nay không còn được sử dụng ở các không gian công cộng. Tôi cảm thấy mình cần phải chế tạo ra một loại pin mới", GS. Whittingham nhớ lại.

"Khi nghiên cứu về pin Lithium, tôi nhận thấy nó không chỉ cần kích thước nhỏ hơn, mà còn mang lại năng lượng lớn hơn gấp 5 lần. Ngoài ra, khả năng tái chế của loại pin này so với công nghệ pin hiện hành cũng vượt trội, khi lên tới 99%".

Cấu tạo pin Lithium bao gồm: 1 cực dương, 1 cực âm, bộ phân tách, chất điện phân và 2 bộ thu dòng điện. Nguyên lý hoạt động của pin dựa trên cực âm, cực dương đóng vai trò là nguyên liệu trong phản ứng điện hóa, còn dung dịch điện phân tạo môi trường dẫn cho ion liti di chuyển giữa 2 điện cực âm và dương.  Từ quá trình này, dòng điện sinh ra ở mạch ngoài khi pin hoạt động.

Điều thú vị là vào những năm đầu của thập niên 80, pin Lithium từng bị xem là khó sử dụng, khi thường chỉ có trong các hộp đen của máy bay. 

Mãi tới sau này, khi nhu cầu sử dụng thiết bị di động tăng cao với sự xuất hiện của các máy nghe nhạc, điện thoại di động, radio cassette… thì pin Lithium mới thực sự phổ biến và được biết đến nhiều.

Ngày nay, pin Lithium được sử dụng trong tất cả những thứ cần pin để vận hành, nhỏ nhất là điện thoại, đồng hồ đeo tay, máy tính… cho đến xe cộ, phương tiện, hay lớn hơn là các công ty sản xuất điện năng lượng mặt trời, năng lượng gió.

Nhiều người hiểu sai về pin Lithium

Trong suốt chặng đường làm khoa học, GS. Whittingham từng chứng kiến nhiều quan niệm sai về pin Lithium, hay những kỳ vọng quá mức về loại pin này của những người xung quanh ông.

Một trong những sai lầm phổ biến nhất mà đa số người dùng mắc phải, là trông đợi chiếc điện thoại, hay laptop đời mới mà mình vừa mua sẽ có viên pin dung lượng cao hơn, sử dụng được lâu hơn mà không bị chai pin.

Theo quan điểm của GS. Whittingham, mỗi thiết bị điện đều có vòng đời của riêng nó, như điện thoại thường là 3 năm. Đến giai đoạn này, pin Lithium trên thiết bị sẽ bị chai do quá trình vận hành và cần được thay thế.

Các nhà sản xuất sẽ không bao giờ thực sự "nâng cấp" viên pin Lithium trên thiết bị, mà họ sẽ sử dụng những biện pháp để tối ưu hóa thời gian sử dụng như tạo ra những con chip tiêu thụ điện thấp, quản lý hiệu suất phù hợp… để người dùng cảm thấy rằng họ đang có một viên pin tốt hơn.

"Câu chuyện không liên quan đến chai pin, mà là vòng đời của pin chỉ vừa đủ cho nhu cầu người dùng để làm sao đảm bảo chi phí hợp lý nhất. Hãy tự hỏi mình xem: Bạn có sẵn sàng mua loại pin có thể sử dụng 10 năm hay không?", GS. Whittingham chia sẻ.

Vị giáo sư 82 tuổi cũng đặc biệt lưu ý người dùng trước những tác hại của việc sử dụng pin kém chất lượng. Ông cho biết vấn đề an toàn khi sử dụng pin Lithium bắt nguồn từ việc nhiều loại pin được sản xuất với chi phí thấp, giá thành rẻ, nên độ an toàn không cao, có thể dẫn đến cháy nổ trong quá trình sử dụng.

Ông cho biết để đảm bảo an toàn, chúng ta phải chắc chắn rằng viên pin của mình đạt được các chứng chỉ an toàn, thông qua việc mua chúng ở những địa chỉ uy tín.

GS. Stanley Whittingham hiện đang có mặt ở Việt Nam với tư cách là khách mời danh dự của VinFuture 2023 - một trong những giải thưởng khoa học quốc tế tầm cỡ bậc nhất tại Việt Nam và trên thế giới.

Tại đây, ông tham dự tuần lễ Khoa học công nghệ của Giải thưởng VinFuture 2023, và sẽ có bài thuyết trình truyền cảm hứng với chủ đề "Những phát triển đột phá kiến tạo nền tảng bền vững cho năng lượng xanh" tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội sáng ngày 20/12. 

Nói về Giải thưởng VinFuture 2023, GS. Whittingham tin rằng với một giải thưởng khoa học tầm cỡ như vậy, chúng ta sẽ có thể chuyển dịch dần từ nghiên cứu các chủ đề cơ bản sang nghiên cứu chuyên sâu, để tạo ra cuộc sống tương lai xanh, sạch, bền vững cho các thế hệ tương lai.

Tháng 10 vừa qua, GS. Whittingham đã tham dự một hội nghị về pin lithium được tổ chức ở TPHCM. Tại sự kiện, ông đã gặp gỡ nhiều nhà nghiên cứu trẻ và rất bất ngờ trước sự đam mê, nhiệt huyết của họ trong lĩnh vực năng lượng xanh.

Lời khuyên của GS. Whittingham cho các nhà nghiên cứu trẻ, là hãy luôn luôn nghiên cứu vấn đề gì mà các bạn quan tâm, hứng thú, đừng quan tâm đến vấn đề tiền. Ngoài ra, cũng phải chịu khó dấn thân vào lĩnh vực khó khăn, với tâm lý chịu được rủi ro, đừng quá bảo thủ.