acecook

Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng

Công nghiệp năng lượng
12/06/2025 14:14
Mật độ năng lượng sánh ngang với xăng, nhưng pin lithium không khí không thải carbon ra môi trường là giải pháp các nhà nghiên cứu khoa học mong muốn hướng tới trong lộ trình Net zero.
aa
Nghiên cứu và đánh giá mô hình tái chế rác thải từ pin năng lượng mặt trời Tăng cường năng lượng mặt trời ngoài khơi với hơn 100 tấm pin giúp giảm 90% Carbon Tái chế niken từ pin lithium đã qua sử dụng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn cho xe điện

Bước đột phá cho xe điện trong tương lai

Trong bước tiến lớn hướng tới công nghệ lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại pin lithium không khí có thể sánh ngang với xăng về mật độ năng lượng, cung cấp dung lượng gấp 4 lần so với pin lithium-ion hiện nay.

Nếu được thực hiện ở quy mô lớn, bước đột phá này có thể biến đổi mọi thứ, từ xe điện đến hệ thống lưu trữ lưới điện.

Nghiên cứu này do các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Illinois và Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne dẫn đầu, xoay quanh việc đạt được phản ứng hóa học bốn electron một kỳ tích chưa từng đạt được trước đây trong pin lithium không khí hoạt động ở nhiệt độ phòng.

Pin lithium không khí rắn đạt năng lượng gấp 4 lần, phá vỡ rào cản hiệu suất ở nhiệt độ phòng
Pin lithium không khí, bước đột phá cho xe điện trong tương lai. Ảnh: Interesting Engineering

Phá vỡ rào cản electron

Điều này có ý nghĩa quan trọng vì hầu hết các loại pin lithium chỉ có thể khai thác phản ứng một hoặc hai electron, hạn chế năng lượng chúng có thể lưu trữ.

Theo truyền thống, pin lithium không khí sản xuất ra lithium superoxide (LiO₂) hoặc lithium peroxide (Li₂O₂), cả hai đều giới hạn sản lượng năng lượng.

Tuy nhiên, thiết kế pin mới đã vượt qua giới hạn đó bằng cách cho phép hình thành và phân hủy lithium oxide (Li₂O) một con đường phản ứng lưu trữ nhiều năng lượng hơn.

Sơ đồ cho thấy một cell pin lithium không khí bao gồm một anode kim loại lithium, một catot gốc không khí và một chất điện phân polymer gốm rắn (CPE). Khi xả và sạc, các ion lithium (Li+) đi từ anode đến catot, rồi ngược lại.

Điểm mấu chốt của bước đột phá này là sự phát triển của chất điện phân thể rắn được nhúng các hạt nano giàu lithium. Chất điện phân tổng hợp này được chế tạo bằng ma trận polyme gốm - polyethylene oxide, thay thế chất điện phân lỏng dễ cháy được sử dụng trong các thiết kế pin thông thường.

Mạnh mẽ, chống cháy

Bằng cách loại bỏ nguy cơ rò rỉ hoặc cháy, cấu hình trạng thái rắn mới không chỉ cải thiện độ an toàn mà còn ổn định các quá trình điện hóa của pin, đây là yếu tố cần thiết để hỗ trợ các phản ứng năng lượng cao hơn theo thời gian.

Trọng tâm của phản ứng hóa học này là một chất xúc tác mạnh: trimolybdenum phosphide (Mo₃P). Chất xúc tác này tạo điều kiện cho quá trình chuyển giao bốn electron quan trọng trong khi vẫn đảm bảo phản ứng vẫn ổn định trong thời gian sử dụng lâu dài.

Theo các nhà nghiên cứu, pin có thể chịu được ít nhất 1.000 chu kỳ sạc-xả ở nhiệt độ phòng mà không bị suy giảm đáng kể, một cột mốc quan trọng để có thể sử dụng trong thực tế.

Để xác nhận phản ứng mong muốn thực sự xảy ra, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua nhiệt độ thấp tại Trung tâm Vật liệu Nano thuộc Bộ Năng lượng.

Phân tích của họ đã xác nhận sự hình thành và phân hủy thuận nghịch của oxit liti, xác nhận sự thành công của phản ứng bốn electron.

Pin lithium air ở nhiệt độ phòng không chỉ đánh dấu một cột mốc khoa học mà còn tái hiện lại những gì công nghệ pin có thể đạt được. Với mật độ năng lượng dự kiến ​​là 1.200 kWh, hiện tại nó có tiềm năng cao nhất trong bất kỳ công nghệ pin sạc nào đã và đang có trên thị trường.

Những tác động này có tầm ảnh hưởng sâu rộng. Nếu được thương mại hóa, thiết kế này có thể mở rộng đáng kể phạm vi lái xe của xe điện đồng thời giảm đáng kể trọng lượng và kích thước của pin.

Nó cũng có thể cho phép lưu trữ hiệu quả và an toàn hơn các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục như năng lượng mặt trời và gió, một yêu cầu thiết yếu đối với lưới điện bền vững.

Được hỗ trợ bởi liên minh các nguồn tài trợ mạnh mẽ bao gồm Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Quỹ Khoa học Quốc gia, Quỹ Keck và nhiều viện nghiên cứu, phát minh này đặt nền móng cho thế hệ pin an toàn, mật độ cao, có thể cung cấp năng lượng cho lĩnh vực điện khí hóa và một thế giới sạch hơn trong tương lai.

Theo Interesting Engineering

Tudonghoangaynay.vn
vaa
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/12/2025: Tuổi Dần dễ rước xui xẻo, tuổi Tuất nhiều sự quan tâm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/12/2025: Tuổi Dần dễ rước xui xẻo, tuổi Tuất nhiều sự quan tâm

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 19/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
VinSpeed và Siemens Mobility hợp tác triển khai đường sắt tốc độ cao tại Việt Nam

VinSpeed và Siemens Mobility hợp tác triển khai đường sắt tốc độ cao tại Việt Nam

Hợp tác chiến lược giữa VinSpeed và Siemens Mobility được kỳ vọng tạo nền tảng quan trọng cho việc triển khai các tuyến đường sắt tốc độ cao đầu tiên tại Việt Nam, góp phần rút ngắn thời gian di chuyển, tăng cường kết nối vùng miền và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội.
Kinh tế trải nghiệm: “Điểm chạm” quyết định thành công của doanh nghiệp

Kinh tế trải nghiệm: “Điểm chạm” quyết định thành công của doanh nghiệp

Trong bối cảnh người tiêu dùng ngày càng ưu tiên cảm xúc, phong cách sống và sự tương tác thay vì chỉ quan tâm đến công năng sản phẩm, “kinh tế trải nghiệm” đang trở thành động lực tăng trưởng mới của nhiều ngành, trong đó có bất động sản.
Nhận định phiên giao dịch ngày 18/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Nhận định phiên giao dịch ngày 18/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Sau nhịp tăng mạnh trước đó, thị trường chứng khoán bước vào phiên điều chỉnh nhẹ khi áp lực chốt lời gia tăng tại nhiều nhóm cổ phiếu. Trong bối cảnh VN-Index tạm thời chững lại trước các vùng kháng cự quan trọng, các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải, ưu tiên quản trị rủi ro và quan sát diễn biến dòng tiền trong phiên giao dịch ngày 18/12.
Xiaomi chuẩn bị ra mắt Mi Chat, trợ lý AI dựa trên mô hình MiMo-7B

Xiaomi chuẩn bị ra mắt Mi Chat, trợ lý AI dựa trên mô hình MiMo-7B

Sau khi giới thiệu mô hình ngôn ngữ lớn MiMo-7B-RL, Xiaomi tiếp tục hé lộ tham vọng AI với Mi Chat - ứng dụng hỏi đáp thông minh hướng tới người dùng phổ thông, dự kiến đóng vai trò giao diện tương tác chính của hệ sinh thái AI do hãng tự phát triển.
Tuần lễ Thương hiệu Việt và Hội nghị kết nối cung cầu trên nền tảng số

Tuần lễ Thương hiệu Việt và Hội nghị kết nối cung cầu trên nền tảng số

Nhằm tăng cường quảng bá thương hiệu hàng Việt, hỗ trợ doanh nghiệp Việt kết nối cung – cầu và thúc đẩy tiêu thụ sản phẩm trên các nền tảng thương mại điện tử Cục Thương mại điện tử và Kinh tế số (Bộ Công Thương) phối hợp với Sở Công Thương thành phố Hà Nội tổ chức Tuần lễ Thương hiệu Việt và Hội chợ Made in Vietnam. Chuỗi sự kiện gồm Hội nghị kết nối cung cầu và thúc đẩy tiêu thụ sản phẩm Việt, sản phẩm địa phương trên các sàn thương mại điện tử, nền tảng số cùng chương trình Hội chợ “Made in Vietnam” tại Trung tâm Xúc tiến nông nghiệp, thành phố Hà Nội và nền tảng số, từ ngày 18 đến 22/12/2025.
Thị trường chứng khoán ngày 17/12: VN Index “ghìm phanh” do áp lực chốt lời ngắn hạn

Thị trường chứng khoán ngày 17/12: VN Index “ghìm phanh” do áp lực chốt lời ngắn hạn

Thị trường không còn sôi động như phiên trước khi VN Index quay đầu giảm 5,52 điểm, tạo cây nến Doji nhỏ quanh mốc 1.673 điểm. Áp lực chốt lời ngắn hạn khiến nhiều nhóm ngân hàng, chứng khoán, bất động sản đỏ nhẹ, nhưng mức giảm không lớn cho thấy xu hướng hồi phục vẫn chưa bị phá vỡ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/12/2025: Tuổi Tý công việc thuận lợi, tuổi Tuất dễ tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/12/2025: Tuổi Tý công việc thuận lợi, tuổi Tuất dễ tranh cãi

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 18/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Internet Day 2025 hướng tới kiến tạo nền tảng số tin cậy cho người dùng Việt Nam

Internet Day 2025 hướng tới kiến tạo nền tảng số tin cậy cho người dùng Việt Nam

Ngày 17/12, tại Hà Nội, đã diễn ra Internet Day 2025 với chủ đề “Kiến tạo không gian số tin cậy - Internet Must Be Safer”. Sự kiện do Hiệp hội Internet Việt Nam (VIA) phối hợp với Trung tâm Internet Việt Nam (VNNIC) - Bộ KH&CN, cùng các doanh nghiệp công nghệ tổ chức.
Nhận định phiên giao dịch ngày 17/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Nhận định phiên giao dịch ngày 17/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Thị trường chứng khoán ghi nhận nhịp hồi phục mạnh với sự dẫn dắt của nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn, giúp VN-Index bật tăng trở lại sau phiên điều chỉnh. Tuy nhiên, khi xu hướng ngắn hạn chưa được xác nhận rõ ràng và dòng tiền vẫn tỏ ra thận trọng, nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải trong phiên giao dịch ngày 17/12.
song-gia-tri