Honda Phát Triển Loại Pin Lưu Trữ Năng Lượng Gấp 10 Lần So Với Hiện Nay

Hợp tác với các nhà nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ California, Mỹ, và Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA, Honda hiện đang phát triển một loại pin hóa học mới hứa hẹn sẽ mang đến những cải tiến đáng kể so với công nghệ pin hiện hành. Honda cho biết dự án của hãng sẽ mở đường cho sự ra đời của thế hệ pin với mật độ năng lượng cao hơn rất nhiều, đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng ngày càng gia tăng nhờ giải pháp khắc phục giới hạn về nhiệt độ của pin hiện nay.

Trong hầu hết pin Lithium-ion hiện nay, cathode và anode nối với nhau bởi chất điện phân làm từ gel hữu cơ, được gọi là polymer. Lợi thế của polymer là có thể được bọc trong vỏ nhựa vốn nhẹ cân, đồng thời có thể được sản xuất ở nhiều kích thước khác nhau để dùng cho các thiết bị điện tử nhỏ gọn hay thậm chí là cho xe hơi. Vấn đề là chúng có thể bốc cháy và thậm chí phát nổ ở một số điều kiện nhất định.

Electron di chuyển từ cực âm sang cực dương thông qua thiết bị, nhưng Lithium lại là kim loại phản ứng mạnh và nếu vỏ pin bị thủng, các phản ứng xảy ra giữa Lithium hơi ẩm trong không khí có thể khiến gel điện phân bắt lửa và bốc cháy. Ngoài ra, một nhược điểm khác là pin lithium-Ion không hoạt động một cách tốt nhất trong môi trường lạnh bởi chất điện phân được dùng là ở dạng gel hữu cơ. Nhiệt độ càng thấp, dòng electron di chuyển càng chậm.

Vì vậy, các nhà khoa học trong quá trình đi tìm hướng thay thế đã phát hiện ra các tế bào năng lượng chế tạo dựa trên những ion fluoride có thể giúp khắc phục vấn đề. Người đứng đầu Viện nghiên cứu Honda cho biết, pin Fluoride-ion được sản xuất với công nghệ mới hứa hẹn sẽ cung cấp mật độ năng lượng cao gấp 10 lần so với hiện hành. Một lợi thế khác của Fluoride-ion là góp phần làm giảm thiểu đáng kể trọng lượng pin, từ đó giúp gia tăng phạm vi vận hành của xe điện.

Theo lý thuyết, pin Fluoride-ion sẽ an toàn hơn nếu so với Lithium-ion vì không phải chịu các vấn đề liên quan đến nhiệt. Ngoài ra, công nghệ pin mới được cho là cũng thân thiện với môi trường hơn so với những loại pin đang được sử dụng hiện nay.

Bất cứ công nghệ nào cũng có nhược điểm, và hạn chế của pin Fluoride-ion là cần một môi trường cung cấp nhiệt độ lên đến 150°C mới có thể tạo ra chất điện phân Fluoride. Dù vậy, nhóm nghiên cứu cũng đã tìm ra cách để chế tạo tế bào điện hóa ion fluoride có khả năng hoạt động ổn đinh ở nhiệt độ phòng. Ngoài ra, họ còn sản xuất một dạng chất điện phân độc đáo bằng cách cho muối Tetra-n-butylammonium fluoride (loại muối amoni bậc bốn với công thức hóa học (CH₃CH₂CH₂CH₂) N⁺F-) hòa tan trong dung môi ether hữu cơ. Sau đó, hỗn hợp sẽ hoạt động cùng với cực âm có cấu trúc nano với lõi - vỏ (core-shell) được làm từ đồng, lanthanum (La) và fluorine (Flo). Với tất cả những phát kiến, các nhà khoa học sau cùng đã có thể tạo ra một chu trình điện hóa thuận nghịch ở nhiệt độ phòng, mở ra tiền đề cho sự ra đời của một loại pin hoàn toàn mới với nhiều tính năng vượt trội.