Trường Sơn
Writer
Các nhà khoa học vừa tìm ra cách giúp pin lithium có thể sử dụng lâu hơn gấp nhiều lần bằng cách "tiêm" vào đó một phân tử mới, giúp khôi phục khả năng sạc như ban đầu. Điều này có thể kéo dài tuổi thọ pin từ vài năm lên đến hàng chục năm, giảm thiểu rác thải điện tử và tiết kiệm tài nguyên.
Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm của Peng Huisheng và Gao Yue từ Đại học Fudan, Trung Quốc, và đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 13 tháng 2. Họ đã phát triển một phân tử đặc biệt có khả năng bổ sung ion lithium đã mất trong pin, giúp phục hồi dung lượng sạc mà không cần thay thế pin mới. Với phương pháp này, tuổi thọ pin có thể tăng từ 1.000 - 1.500 chu kỳ sạc lên đến 10.000 chu kỳ mà vẫn duy trì hiệu suất ổn định.
Pin lithium hiện nay có nhiều hạn chế, đặc biệt là khi sử dụng trong xe điện hoặc các hệ thống lưu trữ năng lượng. Chúng có tuổi thọ ngắn, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thấp và khó tái chế, gây tác động tiêu cực đến môi trường. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và hóa học điện hóa để thiết kế một phân tử mang lithium hoàn toàn mới, có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin mà không cần thay đổi cấu trúc cơ bản của nó.
Theo Gao Yue, khi pin bị chai, phần lớn các thành phần bên trong vẫn hoạt động bình thường, chỉ có ion lithium bị mất dần theo thời gian. Điều này giống như cơ thể con người mắc bệnh nhưng chỉ có một bộ phận bị tổn thương. Vì vậy, họ nảy ra ý tưởng phát triển một loại "thuốc" giúp bổ sung chính xác các ion lithium bị mất mà không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác của pin.
Tuy nhiên, trước đây chưa từng có phân tử nào có thể thực hiện chức năng này, cũng như không có cách nào để thiết kế nó chỉ dựa trên lý thuyết. Nhờ vào AI và các mô hình hóa học tiên tiến, nhóm nghiên cứu đã xây dựng cơ sở dữ liệu về các cấu trúc phân tử tiềm năng và tìm ra lithium trifluoromethylsulfinate (CF3SO2Li) - một phân tử có thể mang và bổ sung ion lithium cho pin một cách hiệu quả.
Thử nghiệm thực tế cho thấy phân tử này có thể sử dụng cho nhiều loại pin lithium khác nhau, từ pin dạng sợi, pin hình trụ đến pin vuông hoặc pin dạng gói mềm. Hiện nhóm nghiên cứu đang mở rộng quy mô sản xuất và hợp tác với các công ty hàng đầu trong ngành pin để thương mại hóa công nghệ này.
Thành công này không chỉ giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu suất pin mà còn mở ra khả năng sản xuất pin bằng vật liệu thân thiện với môi trường, không chứa kim loại nặng. Với tiềm năng ứng dụng rộng rãi, phát minh này có thể tạo ra bước đột phá lớn trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.
Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm của Peng Huisheng và Gao Yue từ Đại học Fudan, Trung Quốc, và đã được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 13 tháng 2. Họ đã phát triển một phân tử đặc biệt có khả năng bổ sung ion lithium đã mất trong pin, giúp phục hồi dung lượng sạc mà không cần thay thế pin mới. Với phương pháp này, tuổi thọ pin có thể tăng từ 1.000 - 1.500 chu kỳ sạc lên đến 10.000 chu kỳ mà vẫn duy trì hiệu suất ổn định.
Pin lithium hiện nay có nhiều hạn chế, đặc biệt là khi sử dụng trong xe điện hoặc các hệ thống lưu trữ năng lượng. Chúng có tuổi thọ ngắn, dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ thấp và khó tái chế, gây tác động tiêu cực đến môi trường. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã áp dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và hóa học điện hóa để thiết kế một phân tử mang lithium hoàn toàn mới, có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin mà không cần thay đổi cấu trúc cơ bản của nó.
Theo Gao Yue, khi pin bị chai, phần lớn các thành phần bên trong vẫn hoạt động bình thường, chỉ có ion lithium bị mất dần theo thời gian. Điều này giống như cơ thể con người mắc bệnh nhưng chỉ có một bộ phận bị tổn thương. Vì vậy, họ nảy ra ý tưởng phát triển một loại "thuốc" giúp bổ sung chính xác các ion lithium bị mất mà không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác của pin.
Tuy nhiên, trước đây chưa từng có phân tử nào có thể thực hiện chức năng này, cũng như không có cách nào để thiết kế nó chỉ dựa trên lý thuyết. Nhờ vào AI và các mô hình hóa học tiên tiến, nhóm nghiên cứu đã xây dựng cơ sở dữ liệu về các cấu trúc phân tử tiềm năng và tìm ra lithium trifluoromethylsulfinate (CF3SO2Li) - một phân tử có thể mang và bổ sung ion lithium cho pin một cách hiệu quả.
Thử nghiệm thực tế cho thấy phân tử này có thể sử dụng cho nhiều loại pin lithium khác nhau, từ pin dạng sợi, pin hình trụ đến pin vuông hoặc pin dạng gói mềm. Hiện nhóm nghiên cứu đang mở rộng quy mô sản xuất và hợp tác với các công ty hàng đầu trong ngành pin để thương mại hóa công nghệ này.
Thành công này không chỉ giúp giảm chi phí và nâng cao hiệu suất pin mà còn mở ra khả năng sản xuất pin bằng vật liệu thân thiện với môi trường, không chứa kim loại nặng. Với tiềm năng ứng dụng rộng rãi, phát minh này có thể tạo ra bước đột phá lớn trong ngành công nghiệp năng lượng tái tạo.
