Bui Nhat Minh
Writer
Ai đang tìm mua pin từ vỏ cua?
Vỏ cua, tôm và các loài giáp xác khác thường bị vứt bỏ mà không được tận dụng. Tuy nhiên, các nhà khoa học đang tìm cách sử dụng chúng để phát triển công nghệ pin. Chitin, một loại polymer tự nhiên có trong vỏ giáp xác, có thể trở thành nguyên liệu cho pin bền vững thay thế pin lithium-ion hiện nay.
Một nhóm kỹ sư tại Đại học Maryland đã phát triển một loại pin mới, sử dụng kẽm kết hợp với chitosan (một dạng chitin đã qua xử lý hóa học), giúp pin vừa bền vừa có thể phân hủy sinh học. Điều này có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào pin lithium-ion, vốn đắt đỏ và gây hại cho môi trường trong quá trình khai thác.
Mỗi năm, hàng triệu tấn chất thải từ vỏ cua, tôm và tôm hùm bị vứt bỏ vào đại dương hoặc bãi rác. Tuy nhiên, vỏ giáp xác lại chứa các hóa chất hữu ích như canxi cacbonat và chitin, có thể dùng trong y học, công nghiệp và thậm chí là pin.
Chitin đã được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, từ y tế đến sản xuất nhựa phân hủy sinh học. Các nhà khoa học giờ đây đang cố gắng sử dụng chitin trong pin để tạo ra giải pháp bền vững. Mới đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Maryland đã chế tạo thành công pin kẽm-chitosan, với khả năng phân hủy sinh học, nhưng vẫn chứa đủ năng lượng để sử dụng trong các thiết bị điện tử.
Pin lithium-ion đang được sử dụng rộng rãi, nhưng việc khai thác lithium gây ra tác động xấu đến môi trường. Thêm vào đó, việc tái chế chúng là rất khó khăn. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng pin từ chitin có thể là một giải pháp thay thế, dễ dàng phân hủy và thân thiện với môi trường hơn.
Trong nghiên cứu của mình, nhóm tại Đại học Maryland sử dụng một lớp màng chitosan kết hợp với kẽm, tạo ra một lớp màng giúp các ion di chuyển tự do, từ đó tạo ra dòng điện bền bỉ mà không gặp phải sự cố như các pin truyền thống. Họ đã thử nghiệm và thấy rằng loại pin này có thể hoạt động trong hơn 1.000 chu kỳ sạc mà không gặp vấn đề gì.
Khi thử nghiệm khả năng phân hủy, nhóm phát hiện rằng chất điện phân của pin này sẽ bị vi sinh vật trong đất phân hủy sau khoảng 5 tháng, nhanh hơn rất nhiều so với chất điện phân trong các pin truyền thống.
Mặc dù pin từ chitin chưa thể thay thế ngay lập tức pin lithium-ion, nhưng với chi phí sản xuất thấp và khả năng phân hủy nhanh chóng, chúng có tiềm năng trở thành một giải pháp bền vững trong tương lai.
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng pin này có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử, xe điện, hoặc các hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo. Một điểm đáng chú ý là chitosan, nguyên liệu chính, có giá thành rất rẻ và dễ dàng sản xuất.
Mặc dù vấn đề biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng đến việc khai thác chitin từ động vật biển, nhưng các nhà nghiên cứu vẫn lạc quan về việc tìm nguồn chitin thay thế từ côn trùng hoặc nấm. Những tiến bộ này có thể giúp giải quyết các vấn đề năng lượng hiện nay mà chúng ta đang đối mặt.
Hy vọng trong tương lai, chất thải từ hải sản sẽ trở thành một giải pháp cho nhu cầu năng lượng sạch hơn.
