Pin Lithium-air: Thế Hệ Pin Mới Mạnh Mẽ Và Rẻ Hơn

Tính đến tháng 11/2015, theo ghi nhận trong một nghiên cứu của Đại Học Cambridge, những mẫu xe điện chỉ có thể chạy được tối đa từ 128 - 160 km sau mỗi lần sạc.

Những yếu tố chính gây hạn chế tốc độ của xe điện được liệt kê bao gồm: mật độ năng lượng của pin lithium-ion, trọng lượng và chi phí. Trong đó, trọng lượng và chi phí là những yếu tố khó có thể sớm thay đổi, nhưng công nghệ pin lithium-ion là điều hoàn toàn có thể.

Theo đó, công nghệ pin lithium-oxygen hay lithium-air, đã được phát triển thành công, hứa hẹn cho hiệu suất sử dụng cao và khả năng tiết kiệm chi phí cho người dùng.

Các chuyên gia nghiên cứu tại Đại Học Cambridge công bố đã tạo ra thành công loại pin lithium-air có mật độ năng lượng cao gấp 10 lần pin lithium-ion, hiện được sử dụng nhiều trong xe điện hay các thiết bị di động. Mật độ năng lượng trên loại pin lithium-air thậm chí được cho là xấp xỉ với các nhiên liệu như xăng dầu.

Không chỉ dự trữ được nhiều năng lượng hơn, pin lithium-air mới còn đạt được hiệu suất sử dụng trên 90%. Trong khi các loại pin lithium-ion hiện hành chỉ đạt được hiệu suất tối đa từ 80-90%. Vòng đời sạc pin lithium-air có thể kéo dài tới hơn 2,000 lần, cao hơn rất nhiều so với khoảng 500 lần sạc của pin lithium-ion.

Đặc biệt, công nghệ pin lithium-air mới được khẳng định sẽ ít tốn kém hơn gấp 5 lần và nhẹ hơn 5 lần so với pin lithium-ion.

Các loại pin thông thường có kết cấu khép kín với các tấm oxit kim loại nặng và chất oxy hóa bên trong, pin lithium-air lại tiết kiệm khá nhiều trọng lượng thừa do sử dụng tấm oxit nhẹ hơn và tận dụng oxy trong không khí để tạo ra nguồn năng lượng.

Cách thức hoạt động của pin lithium-air là lấy oxy từ không khí, sau đó cất trữ nó vào trong các catot cấu trúc nano carbon. Trong quá trình xả điện, oxy sẽ phản ứng với các ion lithium tạo ra lithium peroxide, từ đó sinh ra điện năng.

Xe điện được trang bị công nghệ pin lithium-air mới có sức mạnh gấp 10 lần và nhẹ hơn gấp 5 lần, quãng đường đi được cũng có thể đạt tới hơn 643 km cho mỗi lần sạc đầy.

Có thể thấy, tương lai của những chiếc smartphone với kích thước nhỏ gọn, có thể hoạt động lâu hơn gấp 10 lần đang dần được mở ra. Tuy nhiên, tất cả vẫn còn là những nguyên mẫu đầu tiên trong phòng thí nghiệm. Dự kiến những sản phẩm thương mại hóa đầu tiên sẽ bắt đầu được tung ra trong vòng một thập kỷ tới.