Mục tiêu tìm ra một loại pin có tuổi thọ lâu hơn với số lần sạc nhiều hơn đang làm “đau đầu” không ít nhà khoa học trên toàn thế giới. Trong khi nhiều nghiên cứu và thử nghiệm tìm ra loại pin này vẫn chưa đạt được thành công, thì các nhà nghiên cứu của Trường Đại học California, Irvine (bang California, Mỹ) lại vô tình tìm ra được công nghệ mới giúp tăng cường tuổi thọ cho pin.
Cụ thể, các nhà khoa học đã sử dụng dây nano bằng vàng thay vì sử dụng lithium như trên các loại pin sạc hiện nay, để lưu trữ năng lượng trên pin. Kết quả, pin chỉ bị mất đi 5% dung lượng lưu trữ (chai pin) sau hơn 200.000 lần sạc, nhiều gấp 400 lần so với các loại pin sạc hiện nay.
Dây nano là dây điện cực siêu nhỏ, nhỏ gấp hàng ngàn lần kích cỡ sợi tóc người. Dây nano rất dẫn điện, nên được đóng gói với số lượng lớn trên một khu vực nhỏ, cung cấp một bề mặt có khả năng dẫn điện và lưu trữ năng lượng. Từ lâu các nhà khoa học tin rằng dây nano sẽ là chất liệu mới để giúp kéo dài hơn nữa tuổi thọ của pin sạc.
Điều đáng nói là bản thân các nhà khoa học cũng không rõ lý do tại sao tuổi thọ của pin lại tăng cao đến như vậy. Ý tưởng ban đầu của thí nghiệm là tạo một viên pin rắn sử dụng điện di (thể gel), chứ không phải là chất lỏng để lưu trữ năng lượng. Pin lỏng, giống như các loại pin lithium hiện nay, rất dễ cháy và nhạy cảm với môi trường, ngoài ra tuổi thọ cũng bị rút ngắn theo thời gian.
“Chúng tôi bắt đầu sạc thiết bị sử dụng chuẩn pin mới và nhận thấy rằng dung lượng pin không hề bị sụt giảm sau rất nhiều lần sạc”, Raginald Penner, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. “Tuy nhiên đến nay chúng tôi vẫn chưa hiểu được cơ chế hoạt động của nó ra sao”.
Công nghệ pin của Đại học Irvine sử dụng dây nano vàng, tráng trong oxit mangan và sau đó được bảo vệ bởi một lớp điện di. Các gel tương tác với lớp phủ oxit kim loại để ngăn chặn sự ăn mòn. Sợi dây càng dài, bề mặt càng lớp vào số lần sạc có thể được thực hiện càng nhiều.
“Lớp gel không chỉ giúp những dây nano với nhau và còn giúp cho oxit kim loại mềm hơn và ngăn sự đứt gãy. Nó sẽ giúp tăng sự dẻo dai của oxit kim loại trong quá trình sạc pin”, Penner chia sẻ thêm.
Các nhà khoa học cho biết thử nghiệm cho thấy công nghệ pin mới bền hơn 400 lần so với các công nghệ pin hiện tại, tuy nhiên quá trình thử nghiệm, nhưng nhược điểm của công nghệ này đó là sử dụng chất liệu vàng sẽ khiến giá thành sản xuất tăng lên. Các nhà khoa học sẽ thử nghiệm những chất liệu mới rẻ hơn để thay thế vàng nhưng vẫn cho ra được kết quả tương tự.
Nhiệm vụ trước mắt của các nhà khoa học là tìm hiểu nguyên lý hoạt động của công nghệ mới và áp dụng công nghệ này vào thực tế để có thể dẹp bỏ “ác mộng” của không ít người dùng khi gặp phải tình trạng chai pin trên sản phẩm sử dụng pin như smartphone, máy tính bảng, xe chạy điện...
