acecook

Pin kim loại mềm mô phỏng sinh học giúp xe điện chạy được hơn 800km sau mỗi lần sạc

Công nghiệp năng lượng
13/06/2025 14:43
Một đột phá về natri-lithium thể kim loại mềm vừa ra đời, có thể tồn tại lâu hơn lithium-ion hứa hẹn một cuộc cách mạng hóa cho điện thoại, xe điện trong tương lai.
aa
Điểm khác biệt của pin thể rắn cho xe điện Pin EV sắt - natri cung cấp 7.000 chu kỳ, tuổi thọ 20 năm Công nghệ mới giúp pin EV tăng 500% tốc độ sạc trong điều kiện nhiệt độ đóng băng

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Georgia đã phát triển một kết hợp kim loại mới có thể thay đổi tương lai của pin thể rắn. Bằng cách pha trộn lithium với một nguyên tố mềm, là natri, nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách giảm đáng kể áp suất cần thiết để những loại pin này hoạt động.

Sự đổi mới này có thể tạo ra nguồn năng lượng nhẹ hơn, bền hơn cho mọi thứ, từ điện thoại thông minh đến xe điện.

Những phát hiện này được công bố bởi phòng thí nghiệm của Matthew McDowell, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu thuộc Viện Công nghệ Georgia. Nhóm của ông cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phát minh đột phá này.

Pin kim loại mềm mô phỏng sinh học giúp xe điện chạy được hơn 800km sau mỗi lần sạc
Sun Geun Yoon làm việc bên trong hộp đựng găng tay tại phòng thí nghiệm của McDowell, xử lý các vật liệu kim loại mềm được sử dụng trong pin thể rắn mới. Ảnh: Interesting Engineering

Vấn đề áp suất trong công nghệ trạng thái rắn

Pin thể rắn hứa hẹn mật độ năng lượng cao hơn và an toàn hơn pin lithium-ion. Pin sử dụng chất điện phân rắn thay vì chất lỏng dễ cháy, giúp pin hoạt động ổn định hơn.

Tuy nhiên, pin thể rắn thường đòi hỏi áp suất cao để hoạt động. Các tấm kim loại cần thiết để tạo áp suất thường nặng hơn và cồng kềnh hơn bản thân pin. Điều này khiến pin quá nặng và cồng kềnh.

Thách thức đó đã khiến pin thể rắn chưa được sử dụng rộng rãi, mặc dù đã trải qua nhiều năm nghiên cứu và quảng cáo rầm rộ.

Tại sao lại là natri?

Nhóm nghiên cứu do nhà khoa học nghiên cứu Sun Geun Yoon của Georgia Tech dẫn đầu đã phát hiện ra rằng việc thêm natri vào lithium sẽ làm thay đổi cục diện. Natri không hoạt động trong quá trình điện hóa của pin, nhưng độ mềm của nó đóng vai trò quan trọng.

McDowell cho biết, việc bổ sung kim loại natri là bước đột phá. “Điều này có vẻ trái ngược với trực giác vì natri không hoạt động trong hệ thống pin, nhưng nó rất mềm, giúp cải thiện hiệu suất của lithium”, ông nói.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy natri hoạt động giống như một pha có thể biến dạng, điều chỉnh theo những thay đổi về cấu trúc trong quá trình sử dụng pin.

Độ mềm của natri không phải là cường điệu. Trong điều kiện được kiểm soát, người ta có thể ấn ngón tay đeo găng vào kim loại và để lại dấu vết trên bề mặt. Khi kết hợp với lithium, natri dễ dàng biến dạng dưới áp suất thấp hơn, giữ tiếp xúc tốt hơn với chất điện phân rắn. Điều này cải thiện hiệu suất pin tổng thể.

Để hiểu lý do tại sao pin natri-lithium hoạt động tốt hơn, nhóm nghiên cứu đã sử dụng khái niệm về hình thái học - cấu trúc sinh học tiến hóa dựa trên các điều kiện cục bộ. Sự hình thành hình thái rất hiếm trong khoa học vật liệu, nhưng sự tương tác giữa natri và lithium tuân theo mô hình này.

Nhóm của McDowell đã phát triển khái niệm này trong trong một số dự án khác và trong các trường đại học. Họ đã chứng minh sự vượt trội của loại pin mới, giúp điện thoại có tuổi thọ dài hơn, hoặc xe điện có khả năng đi được 500 dặm (khoảng 804km) chỉ với một lần sạc.

Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức trước khi thương mại hóa, nhóm của McDowell vẫn tiếp tục thử nghiệm các vật liệu mới. Mục tiêu của họ là đưa pin thể rắn cạnh tranh với pin tiêu chuẩn lithium-ion trên thị trường. Nếu thành công, sự thay đổi này có thể đánh dấu bước nhảy vọt lớn trong công nghệ pin.

Theo Interesting Engineering

Tudonghoangaynay.vn
chao-mung-ngay-bao-chi
Tin bài khác
AI - Siêu trí tuệ hay chỉ là một công cụ thời đại?

AI - Siêu trí tuệ hay chỉ là một công cụ thời đại?

Cuối tháng 5-2025, tạp chí danh tiếng The New Yorker cho đăng tải một bài viết làm dậy sóng cả giới công nghệ lẫn xã hội, khi khơi dậy cuộc tranh luận gay gắt giữa hai thái cực về tương lai trí tuệ nhân tạo (AI). Bài viết như một lời hiệu triệu, nhắc nhở công chúng nhìn nhận nghiêm túc về công nghệ đang dần tái định nghĩa cả nền văn minh nhân loại.
Trung Quốc triển khai trung tâm thương mại dưới nước chạy bằng năng lượng điện gió

Trung Quốc triển khai trung tâm thương mại dưới nước chạy bằng năng lượng điện gió

Trung Quốc đã chính thức ra mắt dự án trung tâm dữ liệu thương mại dưới nước (UDC) đầu tiên trên thế giới, sử dụng năng lượng từ một trang trại điện gió ngoài khơi tại Thượng Hải.
Việt Nam - Thụy Điển trở thành Đối tác chiến lược về khoa học-công nghệ và đổi mới sáng tạo

Việt Nam - Thụy Điển trở thành Đối tác chiến lược về khoa học-công nghệ và đổi mới sáng tạo

Trong khuôn khổ chuyến thăm chính thức Thụy Điển, sáng 13/6 (giờ địa phương), Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã có cuộc hội đàm với Thủ tướng Thụy Điển Ulf Kristerson.
Dự thảo Nghị định 24 (sửa đổi): DOJI, PNJ, SJC và ngân hàng nào đủ sức sản xuất vàng miếng và nhập khẩu vàng?

Dự thảo Nghị định 24 (sửa đổi): DOJI, PNJ, SJC và ngân hàng nào đủ sức sản xuất vàng miếng và nhập khẩu vàng?

Những thay đổi trong dự thảo Nghị định 24 được kỳ vọng sẽ không chỉ mở ra cơ hội kinh doanh cho các doanh nghiệp và ngân hàng đủ năng lực, mà còn góp phần minh bạch hóa thị trường vàng.
Thị trường chứng khoán 13/6: Thị trường hoảng loạn vì chiến sự Trung Đông, nhóm cổ phiếu dầu khí thăng hoa

Thị trường chứng khoán 13/6: Thị trường hoảng loạn vì chiến sự Trung Đông, nhóm cổ phiếu dầu khí thăng hoa

Phiên giao dịch ngày 13/6 khởi đầu trong không khí căng thẳng khi Israel bất ngờ không kích quy mô lớn vào Iran, khiến tình hình Trung Đông thêm phần rối ren. Giá dầu thế giới bật tăng mạnh đã trở thành chất xúc tác giúp cổ phiếu dầu khí thăng hoa. Trong khi đó, phần lớn thị trường chìm trong sắc đỏ vì lo ngại địa chính trị và tâm lý thận trọng bao trùm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/6/2025: Tuổi Sửu điềm báo vượng phát, tuổi Tuất dễ mất tập trung

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/6/2025: Tuổi Sửu điềm báo vượng phát, tuổi Tuất dễ mất tập trung

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 14/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Cách mạng động cơ điện: Ống nano carbon thay cuộn dây đồng truyền thống

Cách mạng động cơ điện: Ống nano carbon thay cuộn dây đồng truyền thống

Trong một bước tiến quan trọng hướng tới công nghệ vật liệu tương lai, các nhà khoa học Hàn Quốc đã phát triển thành công một loại động cơ điện siêu nhẹ sử dụng hoàn toàn ống nano carbon (CNT) thay vì cuộn dây đồng truyền thống. Đây được xem là một đột phá lớn trong lĩnh vực kỹ thuật điện và vật liệu nano, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong giao thông, hàng không và công nghiệp chế tạo robot.
32 học viên tốt nghiệp chương trình đào tạo vi mạch tài năng

32 học viên tốt nghiệp chương trình đào tạo vi mạch tài năng

Ngày 12/6/2025, Synopsys đã tổ chức lễ tốt nghiệp cho 32 học viên của Chương trình Đào tạo tài năng Vi mạch - Intensive Training Program 2025, một chương trình đạt tiêu chuẩn quốc tế, được thiết kế dành riêng cho thế hệ kỹ sư thiết kế vi mạch tương lai.
Tái định hình đóng gói: Tự động hóa đang thay đổi hoàn toàn dây chuyền sản xuất như thế nào?

Tái định hình đóng gói: Tự động hóa đang thay đổi hoàn toàn dây chuyền sản xuất như thế nào?

Khi ngành sản xuất toàn cầu chịu áp lực ngày càng lớn từ tình trạng thiếu lao động, yêu cầu về phát triển bền vững và kiểm soát chất lượng khắt khe hơn, khâu đóng gói đang nổi lên như một trọng điểm trong chiến lược tự động hóa - đặc biệt tại các lĩnh vực sản xuất quy mô lớn như chế biến gỗ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 13/6: VN Index giữ đà tăng để xác lập xu hướng tuần mới?

Nhận định phiên giao dịch ngày 13/6: VN Index giữ đà tăng để xác lập xu hướng tuần mới?

Sau phiên tăng điểm nhẹ ngày 12/6, thị trường đang cho thấy tín hiệu cân bằng rõ ràng trước phiên giao dịch cuối tuần ngày 13/6. Trong phiên tới, nếu VN Index vượt được ngưỡng 1.325 điểm, cơ hội hướng tới vùng đỉnh ngắn hạn 1.340–1.350 sẽ mở ra, đặc biệt khi nhóm ngân hàng thay thế vai trò dẫn dắt. Tuy nhiên, nếu thị trường chỉ dao động trong vùng 1.315–1.322 điểm, kịch bản tích lũy đi ngang vẫn được đánh giá cao hơn.
siement
Quảng cáo
moxa