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
mca
Tin bài khác
Bí quyết tăng cường khả năng phục hồi sản xuất trong thời kỳ biến động

Bí quyết tăng cường khả năng phục hồi sản xuất trong thời kỳ biến động

Bước vào năm 2025, ngành sản xuất toàn cầu đang đối mặt với áp lực chưa từng có. Chi phí đầu vào vẫn duy trì ở mức cao, trong khi tình trạng thiếu hụt nhân lực ngày càng nghiêm trọng với hơn 2,8 triệu lao động tay nghề cao rời khỏi lực lượng sản xuất do già hóa. Trong bối cảnh “làm nhiều hơn với ít hơn” trở thành khẩu hiệu chung, các nhà lãnh đạo ngành đang xem xét lại toàn bộ hoạt động, từ chuỗi cung ứng đến tự động hóa. Thế nhưng một lĩnh vực cốt lõi vẫn thường bị bỏ quên đó là bảo trì.
Nhận định phiên giao dịch ngày 14/8: Quán tính tăng điểm vẫn còn

Nhận định phiên giao dịch ngày 14/8: Quán tính tăng điểm vẫn còn

Sau khi “test” lực cung – cầu và rũ bớt vị thế yếu giữa phiên, VN Index đóng cửa phiên 13/8 ở 1.611,60 điểm, tiếp tục kéo dài khoảng cách với mốc 1.600 điểm. Các tín hiệu kỹ thuật tiếp tục củng cố xu hướng tăng, mở ra cơ hội nối dài đà bứt phá trong phiên 14/8, với tâm điểm là nhóm bất động sản và chứng khoán.
Miễn thị thực cho giới khoa học và chuyên gia quốc tế: Cơ hội thu hút trí tuệ toàn cầu vào Việt Nam

Miễn thị thực cho giới khoa học và chuyên gia quốc tế: Cơ hội thu hút trí tuệ toàn cầu vào Việt Nam

Chính phủ vừa ban hành Nghị định mới về miễn thị thực có thời hạn cho các đối tượng đặc biệt, trong đó nhấn mạnh nhóm chuyên gia, học giả, nhà khoa học, giáo sư và nhân lực chất lượng cao. Chính sách được kỳ vọng sẽ tạo cú hích thu hút trí tuệ quốc tế, thúc đẩy đổi mới sáng tạo và nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế Việt Nam trên thị trường toàn cầu.
Văn hóa nghệ thuật hướng về trẻ em khuyết tật

Văn hóa nghệ thuật hướng về trẻ em khuyết tật

Ngày 12/8, tại Văn phòng Quỹ vì trẻ em khuyết tật Việt Nam (Hà Nội) đã diễn ra chương trình "Gặp gỡ nghệ sĩ và đối tác đồng hành cùng Quỹ". Sự kiện quy tụ các nghệ sĩ, đối tác và nhiều đơn vị cùng chung tay lan tỏa thông điệp nhân ái, hỗ trợ trẻ em khuyết tật-trẻ em yếu thế Việt Nam.
Chủ tịch Qualcomm: Việt Nam sẽ là trung tâm về nghiên cứu và phát triển AI

Chủ tịch Qualcomm: Việt Nam sẽ là trung tâm về nghiên cứu và phát triển AI

Chiều 12/8, Thủ tướng Phạm Minh Chính tiếp ông Cristiano Amon, Chủ tịch kiêm Tổng Giám đốc điều hành tập đoàn Qualcomm và đoàn công tác của tập đoàn đến thăm, làm việc tại Việt Nam.
Khi người có tiền ở phía Nam không còn phải băng ngang Hà Nội để “ở sướng”

Khi người có tiền ở phía Nam không còn phải băng ngang Hà Nội để “ở sướng”

Đã đến lúc cư dân phía Nam Hà Nội được tận hưởng chuẩn sống cao cấp đúng nghĩa, với sự xuất hiện của dự án Greenera Southmark.
Thị trường chứng khoán ngày 13/8: Nhóm chứng khoán dẫn dắt, thị trường tiếp đà tăng

Thị trường chứng khoán ngày 13/8: Nhóm chứng khoán dẫn dắt, thị trường tiếp đà tăng

Thị trường ngày 13/8 trải qua trạng thái “trồi sụt” rõ nét khi hưng phấn đầu phiên, điều chỉnh giữa phiên và hồi phục cuối phiên. Nhờ lực cầu mạnh ở nhóm ngành dẫn dắt, VN Index giữ được xu hướng tăng, đóng cửa ở 1.611,6 điểm với thanh khoản ở mức cao.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/8/2025: Tuổi Hợi công việc không tốt, tuổi Mão kinh doanh lộc lá

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/8/2025: Tuổi Hợi công việc không tốt, tuổi Mão kinh doanh lộc lá

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 14/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Chế tạo robot từ bánh tráng dùng trong món chả giò của Việt Nam

Chế tạo robot từ bánh tráng dùng trong món chả giò của Việt Nam

Các nhà khoa học vừa phát hiện ra cách chế tạo robot mềm từ bánh tráng gạo - nguyên liệu thường dùng để gói chả giò, mở ra tiềm năng ứng dụng hoàn toàn mới trong lĩnh vực robot học
Petrovietnam tự hào góp phần làm cầu nối quan trọng trong hợp tác năng lượng Việt Nam - Hàn Quốc

Petrovietnam tự hào góp phần làm cầu nối quan trọng trong hợp tác năng lượng Việt Nam - Hàn Quốc

Chủ tịch HĐTV Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) Lê Mạnh Hùng cho biết, Petrovietnam đã và đang hợp tác rất hiệu quả với các doanh nghiệp lớn Hàn Quốc như: KNOC, Samsung C&T, Huyndai, SK, Doosan, KEXIM...
Quảng cáo
moxa