Sắp có vật liệu pin điện thoại cho phép sạc "ngay tức thì"

Công cuộc tìm kiếm một vật liệu chế tạo pin có hiệu năng tốt hơn đã được bắt đầu ngay từ khi Alessandro Volta chế tạo ra chiếc máy tính đầu tiên vào khoảng 200 năm trước đây. Và mãi cho tới nay, điều tưởng chừng như vô cùng đơn giản này vẫn là nỗi nhức nhối, gây đau đầu cho hàng ngàn học giả, nhà nghiên cứu trên thế giới vì không thể tìm được bài toán hợp lý.

Thay vì chú trọng vào việc kéo dài thời lượng sử dụng, các nhà khoa học ở trường Đại học Drexel đã tìm ra một hướng khác để cải thiện hiệu năng của pin trên điện thoại, đó là giảm tối đa thời gian chờ sạc, mà cụ thể là gần như "ngay tức thì".

"Nghiên cứu này đã bác bỏ hoàn toàn một quan niệm sai lầm rất phổ biến, rằng công nghệ lưu trữ năng lượng hóa học, thường được sử dụng trong các loại pin, thì luôn luôn chậm hơn rất nhiều so với công nghệ lưu trữ vật lý sử dụng trong các loại tụ điện hai lớp, hay gọi cách khác là các siêu tụ điện", Giáo sư Yury Gogotsi, đại diện cho nhóm nghiên cứu từ Khoa Kỹ thuật trường đại học Drexel cho biết.

"Giờ đây chúng tôi có thể thực hiện một quá trình sạc các điện cực MXene siêu mỏng chỉ trong vài chục mili-giây nhờ vào khả năng dẫn điện của nó. Việc này sẽ cho phép chúng ta phát triển các loại thiết bị sạc nhanh, nhưng đồng thời lại có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn các loại siêu tụ điện thông thường gấp nhiều lần".

Được biết, MXene không phải là một loại vật liệu mới, nhưng vẫn chưa được phát hiện hết tiềm năng, và chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế. Nó là vật liệu nano mỏng, trông khá giống một chiếc bánh sandwich, bao gồm "lát bánh" là ôxít và "nhân" là carbon, kim loại dẫn điện.

Để cho phép các ion trong MXene được di chuyển tự do thì cần phải có một sự thay đổi về mặt cấu trúc, và nhóm nghiên cứu đã kết hợp nó với hydrogel, qua đó cho phép các ion được di chuyển thoải mái hơn.

"Nếu tận dụng được nghiên cứu này, thế giới sẽ sớm sản sinh ra những viên pin điện thoại, laptop, và xe hơi hoàn toàn có đủ khả năng để sạc với tốc độ nhanh hơn rất nhiều - chỉ một vài giây, một vài phút chứ không còn đến hàng giờ nữa".

Trước đây, các nghiên cứu từng đã có ý tưởng sử dụng các siêu tụ điện (supercapacitor) như một thiết bị lưu trữ năng lượng cho các loại thiết bị điện tử bỏ túi. Các siêu tụ điện này sản xuất năng lượng theo từng cụm lớn, và chúng có rất nhiều tiềm năng trong việc cung cấp năng lượng cho công nghệ tương lai.

Nguyễn Nguyễn

Theo TNW