Nguyễn Đức Thao
Intern Writer
Nhu cầu về pin lithium-ion toàn cầu dự kiến tăng mạnh, từ 700 gigawatt-giờ vào năm 2022 lên 4,7 terawatt-giờ vào năm 2030, theo McKinsey & Company. Điều này không chỉ do sự phát triển của xe điện mà còn bởi ứng dụng rộng rãi của pin trong thiết bị điện, máy bay không người lái và lưu trữ năng lượng lưới điện. Tuy nhiên, vấn đề lớn vẫn chưa được giải quyết: việc sử dụng các hóa chất độc hại.
PFAS - "hóa chất vĩnh cửu" trong pin EV
Pin EV hiện nay chứa các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS), có trong cực âm và chất điện phân, giúp ổn định cấu trúc pin. PFAS cũng được tìm thấy trong nhiều sản phẩm khác như quần áo, chảo chống dính và đã được chứng minh có khả năng tích tụ trong cơ thể con người qua thức ăn và nước, gây ra nhiều nguy cơ sức khỏe.
Các nhà khoa học tại Đại học Chicago đang phát triển thế hệ pin EV không phụ thuộc vào PFAS. Họ đã tạo ra một dung môi không chứa flo thay thế chất điện phân truyền thống, loại bỏ sự phụ thuộc vào PFAS mà vẫn đảm bảo hiệu suất.
Giáo sư Chibueze Amanchukwu từ Trường Kỹ thuật Phân tử UChicago Pritzker chia sẻ: “Chúng tôi muốn pin có hiệu suất cao ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, khả năng sạc nhanh và bền bỉ. Nhưng cách tiếp cận hiện nay là thêm nhiều flo hơn vào chất điện phân, khiến hầu hết trở thành PFAS.”
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy pin không chứa PFAS có khả năng ghép cặp ion tốt hơn, mật độ năng lượng cao hơn và hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt từ 60 độ F đến -40 độ F. Ngoài ra, tuổi thọ pin cũng được kéo dài, duy trì dung lượng tốt hơn theo thời gian.
Hiện tại, nghiên cứu này mới dừng ở mức thử nghiệm, nhưng nó chứng minh rằng những lo ngại về môi trường của pin EV có thể được giải quyết ngay từ giai đoạn thiết kế. Khi hàng triệu pin EV hết hạn sử dụng vào cuối thập kỷ này, nguy cơ ô nhiễm môi trường là rất lớn nếu không có biện pháp xử lý đúng cách. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, PFAS có thể gây ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ em và khả năng sinh sản ở phụ nữ.
Với sự thúc đẩy của các quy định nghiêm ngặt hơn và những sáng kiến như nghiên cứu này, tương lai của pin EV có thể hướng đến một hướng đi bền vững và thân thiện hơn với môi trường, thay vì chỉ chạy đua đưa sản phẩm ra thị trường mà không quan tâm đến hậu quả lâu dài. (Insideevs)
PFAS - "hóa chất vĩnh cửu" trong pin EV
Pin EV hiện nay chứa các chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS), có trong cực âm và chất điện phân, giúp ổn định cấu trúc pin. PFAS cũng được tìm thấy trong nhiều sản phẩm khác như quần áo, chảo chống dính và đã được chứng minh có khả năng tích tụ trong cơ thể con người qua thức ăn và nước, gây ra nhiều nguy cơ sức khỏe.
Các nhà khoa học tại Đại học Chicago đang phát triển thế hệ pin EV không phụ thuộc vào PFAS. Họ đã tạo ra một dung môi không chứa flo thay thế chất điện phân truyền thống, loại bỏ sự phụ thuộc vào PFAS mà vẫn đảm bảo hiệu suất.
Giáo sư Chibueze Amanchukwu từ Trường Kỹ thuật Phân tử UChicago Pritzker chia sẻ: “Chúng tôi muốn pin có hiệu suất cao ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ cao, khả năng sạc nhanh và bền bỉ. Nhưng cách tiếp cận hiện nay là thêm nhiều flo hơn vào chất điện phân, khiến hầu hết trở thành PFAS.”
Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy pin không chứa PFAS có khả năng ghép cặp ion tốt hơn, mật độ năng lượng cao hơn và hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt từ 60 độ F đến -40 độ F. Ngoài ra, tuổi thọ pin cũng được kéo dài, duy trì dung lượng tốt hơn theo thời gian.
Hiện tại, nghiên cứu này mới dừng ở mức thử nghiệm, nhưng nó chứng minh rằng những lo ngại về môi trường của pin EV có thể được giải quyết ngay từ giai đoạn thiết kế. Khi hàng triệu pin EV hết hạn sử dụng vào cuối thập kỷ này, nguy cơ ô nhiễm môi trường là rất lớn nếu không có biện pháp xử lý đúng cách. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ, PFAS có thể gây ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ em và khả năng sinh sản ở phụ nữ.
Với sự thúc đẩy của các quy định nghiêm ngặt hơn và những sáng kiến như nghiên cứu này, tương lai của pin EV có thể hướng đến một hướng đi bền vững và thân thiện hơn với môi trường, thay vì chỉ chạy đua đưa sản phẩm ra thị trường mà không quan tâm đến hậu quả lâu dài. (Insideevs)
