Mỹ phát triển pin Lithium-không khí mới có thể lưu trữ năng lượng gấp 5 lần hiện tại

Các nhà khoa học ở Mỹ vừa phát triển thành công loại pin lithium-không khí hoàn toàn mới với mức năng lượng lưu trữ lớn gấp 5 lần so với hiện tại, hứa hẹn sẽ giải quyết được vấn đề thời lượng pin của các thiết bị di động vốn luôn cần thiết.

Cho dù thiết bị có năng suất tốt đến cỡ nào, chụp ảnh đẹp ra sao, nghe nhạc hay thế nào hoặc tốc độ xử lý nhanh đến đâu mà không có pin thì điều đó cũng vô nghĩa. Tất cả mọi người đều mong đợi một bước tiến mới trong công nghệ pin, giúp nâng thời lượng sử dụng của thiết bị lên một tầm cao mới. Nhằm giải quyết điều đó, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã tạo nên một nguyên mẫu pin lithium – không khí mới.

Trước đây, phần lớn loại pin lithium – không khí sử dụng lithium peroxide (Li₂O₂). Cực dương của pin được làm từ Liti rắn và được cho tiếp xúc với oxy trong không khí, pin sẽ lưu trữ năng lượng dưới dạng các liên kết hóa học. Các nhà khoa học cho rằng Lithium Peroxide chưa phải là chất cho hiệu suất cao nhất, và lần này họ muốn tìm ra những loại chất khác thay thế nhằm tối đa hóa hiệu suất hoạt động của pin.

Trong chuyển biến mới nhất, các nhà khoa học pin Jun Lu, Larry Curtiss và Khalil Amine của Argonne cùng các cộng sự Mỹ và Hàn Quốc đã phát triển nên một nguyên mẫu pin lithium – không khí hoàn toàn mới, sử dụng Litium Superoxide (LiO₂) để lưu trữ năng lượng do nó dễ bẻ gãy các liên kết hóa học hơn, từ đó cho hiệu suất cao hơn và tuổi thọ cũng cao hơn.

Peroxide là một ion âm hóa trị 2 (thiếu 2 e) trong khi superoxide là ion có hóa trị 1 (thiếu 1 e). Khi pin được sạc, lithium sẽ cung cấp các ion dương và liên kết với gốc oxide. Khi sử dụng (xả), liên kết này sẽ được bẻ ra và giải phóng năng lượng.

Mặt khác, việc dùng lithium superoxide để làm pin còn có một lợi điểm khác so với các thế hệ pin lithium – không khí trước đây chính là tạo thành một hệ thống đóng, đồng nghĩa với việc không cần đưa thêm oxy vào hoặc ra khỏi thiết bị mà chỉ cần sạc một cách đơn giản như những loại pin thông thường khác.

Curtiss nói: “Phát hiện lần này thật sự mở ra một con đường đầy tiềm năng để phát triển thế hệ pin hoàn toàn mới. Mặc dù vẫn còn nhiều nghiên cứu nữa phải được tiến hành nhưng rõ ràng trong tương lai không xa, tuổi thọ và hiệu suất của pin mà chúng ta mong đợi sẽ được kéo dài hơn“.

Theo Tinh Tế