Yu Ki San
Writer
Một dự án nghiên cứu tiên phong tại châu Âu đang phát triển thế hệ pin xe điện thông minh có khả năng tự phục hồi, hứa hẹn sẽ nhân đôi tuổi thọ của bộ pin, tăng cường độ an toàn và giảm đáng kể chi phí cho xe điện trong tương lai. Nếu thành công, công nghệ này có thể sẽ trở thành một bước ngoặt, thay đổi toàn bộ cục diện của ngành công nghiệp ô tô.
Theo tạp chí khoa học Horizon của Ủy ban châu Âu (EC), các chuyên gia trong dự án PHOENIX đang phát triển một thế hệ pin xe điện thông minh mới. "Ý tưởng là tăng tuổi thọ pin và giảm dấu chân carbon, bởi vì pin có thể tự sửa chữa, giúp giảm lượng tài nguyên cần sử dụng," ông Johannes Ziegler, một nhà khoa học vật liệu tại Viện Nghiên cứu Silicate Fraunhofer ISC của Đức, chia sẻ.
Các bộ pin tự phục hồi này được tích hợp các cảm biến tiên tiến, có khả năng thu thập nhiều thông tin hơn hẳn so với các hệ thống giám sát hiện tại, bao gồm việc phát hiện các loại khí sinh ra khi pin gặp sự cố. Sự hiện diện của một số loại khí này có thể đóng vai trò như một cảnh báo sớm cho hiện tượng "chạy nhiệt" (thermal runaway), nguyên nhân chính dẫn đến các vụ cháy pin.
Khi các cảm biến phát hiện một sự cố nhỏ, "bộ não" của pin sẽ kích hoạt cơ chế tự phục hồi. Các nhà nghiên cứu cho biết, cơ chế này có thể hoạt động bằng nhiều cách, chẳng hạn như nén các cell pin trở lại hình dạng ban đầu hoặc sử dụng các trường từ tính để phá vỡ các nhánh kim loại (dendrite) – một cấu trúc dạng sợi hình thành trong quá trình sử dụng pin, vốn là nguyên nhân chính gây giảm hiệu suất và hỏng hóc.
Việc kéo dài tuổi thọ pin được kỳ vọng sẽ mang lại nhiều lợi ích kép. Theo tạp chí Car and Driver, trong khi pin xe điện hiện nay có tuổi thọ trung bình từ 8 đến 15 năm, công nghệ mới có thể nhân đôi con số đó. Điều này sẽ giúp các thành phần pin có giá trị không nhanh chóng trở thành chất thải nguy hại, đồng thời giúp người tiêu dùng tiết kiệm đáng kể chi phí thay thế pin, vốn chiếm một phần lớn giá trị của chiếc xe.
Mặc dù công nghệ pin xe điện tự phục hồi mang lại nhiều lợi ích rõ ràng, dự án PHOENIX cũng thừa nhận vẫn còn những thách thức. Việc trang bị thêm các cảm biến tiên tiến cho pin chắc chắn sẽ khiến chi phí sản xuất ban đầu tăng cao. Bài toán đặt ra là cần phải chọn lọc các loại cảm biến thực sự mang lại giá trị cao nhất để vừa đảm bảo an toàn vừa duy trì được khả năng cạnh tranh về giá.
Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một bộ pin nhỏ hơn, nhẹ hơn, bền hơn và an toàn hơn, có thể vận hành trong hàng thập kỷ. Trong bối cảnh nhiều quốc gia đặt mục tiêu loại bỏ dần xe động cơ đốt trong trong một thập kỷ tới, sự xuất hiện của công nghệ pin tự phục hồi không chỉ mang ý nghĩa kỹ thuật mà còn là một bước ngoặt chiến lược, giúp xe điện trở thành lựa chọn bền vững, kinh tế và an toàn hơn cho hàng triệu người dùng trên toàn cầu.
Dự án PHOENIX và công nghệ pin tự phục hồi
Theo tạp chí khoa học Horizon của Ủy ban châu Âu (EC), các chuyên gia trong dự án PHOENIX đang phát triển một thế hệ pin xe điện thông minh mới. "Ý tưởng là tăng tuổi thọ pin và giảm dấu chân carbon, bởi vì pin có thể tự sửa chữa, giúp giảm lượng tài nguyên cần sử dụng," ông Johannes Ziegler, một nhà khoa học vật liệu tại Viện Nghiên cứu Silicate Fraunhofer ISC của Đức, chia sẻ.
Các bộ pin tự phục hồi này được tích hợp các cảm biến tiên tiến, có khả năng thu thập nhiều thông tin hơn hẳn so với các hệ thống giám sát hiện tại, bao gồm việc phát hiện các loại khí sinh ra khi pin gặp sự cố. Sự hiện diện của một số loại khí này có thể đóng vai trò như một cảnh báo sớm cho hiện tượng "chạy nhiệt" (thermal runaway), nguyên nhân chính dẫn đến các vụ cháy pin.
Cơ chế tự phục hồi hoạt động ra sao?
Khi các cảm biến phát hiện một sự cố nhỏ, "bộ não" của pin sẽ kích hoạt cơ chế tự phục hồi. Các nhà nghiên cứu cho biết, cơ chế này có thể hoạt động bằng nhiều cách, chẳng hạn như nén các cell pin trở lại hình dạng ban đầu hoặc sử dụng các trường từ tính để phá vỡ các nhánh kim loại (dendrite) – một cấu trúc dạng sợi hình thành trong quá trình sử dụng pin, vốn là nguyên nhân chính gây giảm hiệu suất và hỏng hóc.
Việc kéo dài tuổi thọ pin được kỳ vọng sẽ mang lại nhiều lợi ích kép. Theo tạp chí Car and Driver, trong khi pin xe điện hiện nay có tuổi thọ trung bình từ 8 đến 15 năm, công nghệ mới có thể nhân đôi con số đó. Điều này sẽ giúp các thành phần pin có giá trị không nhanh chóng trở thành chất thải nguy hại, đồng thời giúp người tiêu dùng tiết kiệm đáng kể chi phí thay thế pin, vốn chiếm một phần lớn giá trị của chiếc xe.
Thách thức và mục tiêu dài hạn
Mặc dù công nghệ pin xe điện tự phục hồi mang lại nhiều lợi ích rõ ràng, dự án PHOENIX cũng thừa nhận vẫn còn những thách thức. Việc trang bị thêm các cảm biến tiên tiến cho pin chắc chắn sẽ khiến chi phí sản xuất ban đầu tăng cao. Bài toán đặt ra là cần phải chọn lọc các loại cảm biến thực sự mang lại giá trị cao nhất để vừa đảm bảo an toàn vừa duy trì được khả năng cạnh tranh về giá.
Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một bộ pin nhỏ hơn, nhẹ hơn, bền hơn và an toàn hơn, có thể vận hành trong hàng thập kỷ. Trong bối cảnh nhiều quốc gia đặt mục tiêu loại bỏ dần xe động cơ đốt trong trong một thập kỷ tới, sự xuất hiện của công nghệ pin tự phục hồi không chỉ mang ý nghĩa kỹ thuật mà còn là một bước ngoặt chiến lược, giúp xe điện trở thành lựa chọn bền vững, kinh tế và an toàn hơn cho hàng triệu người dùng trên toàn cầu.
