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
Bài liên quan
mca
Tin bài khác
Quản trị an ninh mạng không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc

Quản trị an ninh mạng không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc

Quản trị an ninh mạng trong môi trường rủi ro hiện nay không phải là lựa chọn, mà là yêu cầu bắt buộc, để đảm bảo hoạt động ổn định, bảo vệ tài sản, giữ vững niềm tin của khách hàng, duy trì uy tín của ngân hàng và hệ thống tài chính quốc gia.
Đổi mới sáng tạo: Lời giải cho mục tiêu GDP 8,3 – 8,5%

Đổi mới sáng tạo: Lời giải cho mục tiêu GDP 8,3 – 8,5%

Trong bối cảnh Chính phủ đặt mục tiêu tăng trưởng GDP năm 2025 ở mức 8,3 – 8,5%, câu hỏi lớn nhất được đặt ra đâu sẽ là động lực để hiện thực hóa con số tưởng như đầy tham vọng này? Các chuyên gia đều chung nhận định, không thể tiếp tục dựa vào vốn đầu tư và lao động giá rẻ, mà phải dựa vào chuyển đổi số, đổi mới sáng tạo và gia tăng năng suất lao động.
Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam chuyển mình trong kỷ nguyên số

Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam chuyển mình trong kỷ nguyên số

Sau gần 60 năm hình thành và phát triển, Bảo tàng Mỹ thuật Việt Nam - nơi lưu giữ hơn 20.000 hiện vật mỹ thuật, trong đó có 9 Bảo vật quốc gia - đang bước vào một giai đoạn mới với những đổi thay mạnh mẽ nhờ ứng dụng công nghệ và chuyển đổi số.
Hà Nội đẩy mạnh ứng dụng họp trực tuyến trong phát triển hành chính số

Hà Nội đẩy mạnh ứng dụng họp trực tuyến trong phát triển hành chính số

TP. Hà Nội là một trong những địa phương tiên phong áp dụng công nghệ chuyển đổi số, thay thế hoạt động hành chính truyền thống trong vận hành bộ máy hành chính 2 cấp. Trong đó, áp dụng hình thức họp trực tuyến làm công cụ điều hành chính, triển khai tại 126 phường, xã, các cấp, ngành toàn thành phố.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/9/2025: Tuổi Hợi công việc trì trệ, tuổi Ngọ sức khỏe khởi sắc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/9/2025: Tuổi Hợi công việc trì trệ, tuổi Ngọ sức khỏe khởi sắc

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 28/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Công bố 20 tiêu chuẩn quốc gia về điện gió ngoài khơi tại Việt Nam

Công bố 20 tiêu chuẩn quốc gia về điện gió ngoài khơi tại Việt Nam

Ngày 26/9/2025, tại Hà Nội, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia (STAMEQ) trực thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ (MOST) phối hợp cùng Văn phòng Dịch vụ Dự án Liên Hợp Quốc (UNOPS) và Quỹ Đối tác Chuyển dịch Năng lượng Đông Nam Á (ETP) đã tổ chức Hội nghị chuyên đề báo cáo kết quả dự án và công bố 20 Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) về điện gió ngoài khơi.
United Cargo mở rộng năng lực số hóa nhờ tích hợp với nền tảng CargoAi

United Cargo mở rộng năng lực số hóa nhờ tích hợp với nền tảng CargoAi

United Cargo vừa công bố thỏa thuận hợp tác chiến lược với CargoAi – nền tảng đặt chỗ kỹ thuật số hàng đầu trong ngành vận tải hàng không, đánh dấu bước tiến quan trọng trong chiến lược chuyển đổi số của nhằm hiện đại hóa hoạt động logistics hàng không.
Việt Nam tiên phong xây dựng khung pháp lý cho trí tuệ nhân tạo với Luật AI

Việt Nam tiên phong xây dựng khung pháp lý cho trí tuệ nhân tạo với Luật AI

Dự kiến Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ được trình Quốc hội cuối năm 2025, đưa Việt Nam trở thành một trong số ít quốc gia có khung pháp lý toàn diện về AI.
Hướng mới cho xuất khẩu gạo Việt: Đa dạng thị trường, nâng cao giá trị

Hướng mới cho xuất khẩu gạo Việt: Đa dạng thị trường, nâng cao giá trị

Công điện 7142 của Bộ Công Thương đặt mục tiêu thúc đẩy sản xuất, xuất khẩu và tiêu thụ trong nước, khuyến khích doanh nghiệp chủ động tạm trữ, duy trì chất lượng, phát triển thương hiệu, qua đó khẳng định vị thế gạo Việt trên thị trường quốc tế.
Dự kiến tổ chức Hội chợ mùa Thu 2025 từ 20/10 - 5/11 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam

Dự kiến tổ chức Hội chợ mùa Thu 2025 từ 20/10 - 5/11 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính vừa ký Công điện số 172/CĐ-TTg ngày 25/9/2025 về việc tổ chức Hội chợ mùa Thu năm 2025. Sự kiện được giao cho Bộ Công Thương chủ trì, phối hợp với các bộ, cơ quan, địa phương, đơn vị liên quan tổ chức.
song-gia-tri