Chế tạo thành công pin Natri giá rẻ thay thế pin lithium-ion

Các nhà khoa học tại Đại học Texas (Mỹ) vừa nghiên cứu thành công một loại pin mới làm từ nguyên liệu chính là Natri. Loại pin này nổi bật với ưu điểm là tính ổn định và có thể đạt tốc độ sạc nhanh không kém pin lithium-ion truyền thống. Xét về khả năng xả năng lượng, pin Natri thậm chí có thể làm tốt hơn khi có thể sinh điện nhờ các ion di chuyển giữa hai cực.

Xét từ điều kiện thực tế, Natri vốn dĩ là vật liệu rẻ, nguồn cung dồi dào và bền vững, có thể tìm thấy ở các đại dương hoặc ở lớp vỏ Trái Đất. Do đó, pin Natri từ lâu đã được cho là giải pháp hữu hiệu để trữ năng lượng quy mô lớn. Tuy nhiên, thách thức hiện tại mà các nhà khoa học cần phải vượt qua đó là chúng vẫn chưa trữ được nhiều năng lượng như pin lithium-ion và việc sạc lại cũng khó khăn hơn.

Để giải quyết khó khăn này, các nhà khoa học sử dụng cấu trúc của loại pin này gồm cực anode là một tấm kim loại natri mỏng dát lên bên trên bột antimon telurit, và được gấp thành nhiều lần để dàn đều phân tử natri trên bề mặt anode. Nhờ đó, có thể ngăn việc hình thành các sợi dendrite - hay những sợi "rễ" lan bên trong pin lithium-ion truyền thống, cũng như tình trạng ăn mòn có thể gây chập cháy.

"Loại pin mới giải quyết một lúc hai vấn đề", T.S David Mitlin, đồng tác giả nghiên cứu lý giải. "Thông thường, khi sạc càng nhanh, các sợi dendrite càng phát triển nhiều. Vậy nên, khi ngăn việc hình thành dendrite, ta có thể sạc nhanh hơn, bởi lẽ pin đã an toàn".

Đột phá mới này được cho là tiền đề hướng đến sự ra đời của các loại pin mới cho hiệu suất tốt hơn nhưng lại ít tốn chi phí sản xuất hơn. Nhóm chuyên gia nói trên cho rằng sản phẩm của họ mang đến kết quả hứa hẹn nhất tính đến thời điểm hiện tại trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển pin natri-ion.

Hiện nhóm đã xin cấp bằng sáng chế và báo cáo khoa học đã được đăng tải trên tạp chí Advanced Materials.