Pin lithium-không khí đột phá hứa hẹn cách mạng hóa việc lưu trữ năng lượng

“Cuộc đua lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong không gian nhỏ hơn vừa có một bước ngoặt đầy hứa hẹn.” Câu trích dẫn này gói gọn sự phấn khích xung quanh một khám phá mới từ Viện Công nghệ Illinois và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne ở Hoa Kỳ. Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại pin lithium-không khí có thể vượt qua pin lithium-ion hiện tại gấp bốn lần. Bí mật nằm ở phản ứng hóa học bốn electron, một kỳ tích trước đây khó nắm bắt đối với các nhà khoa học. Thiết kế pin sáng tạo này sử dụng chất điện phân rắn bao gồm các hạt nano có chứa lithium bên trong một ma trận gốm và polyme. Ý nghĩa của đột phá này là rất lớn. Thiết kế pin mới có thể đạt mật độ năng lượng 1.200 Wh trên một kilogam, cao hơn khoảng bốn lần so với pin hiện có. Sự tiến bộ này đưa mật độ năng lượng đến gần hơn với nhiên liệu hóa thạch như xăng, nhưng không có nhược điểm liên quan. Hơn nữa, việc chuyển sang chất điện phân rắn sẽ tăng cường an toàn bằng cách loại bỏ các chất lỏng dễ cháy, do đó làm giảm đáng kể nguy cơ cháy hoặc rò rỉ. Loại pin này không chỉ hứa hẹn tăng cường năng lượng mà còn cả độ bền, với tuổi thọ ít nhất 1.000 chu kỳ sạc. Chìa khóa cho sự tiến bộ này là sự kết hợp của chất điện phân rắn với một chất xúc tác độc đáo, trimolybdenum phosphide, giúp tạo điều kiện cho sự hình thành và phân hủy lithium oxide trong quá trình vận hành. Sử dụng các kỹ thuật tiên tiến như kính hiển vi điện tử lạnh, các nhà khoa học đã quan sát sự biến đổi này trong hành động, xác nhận rằng quá trình này xảy ra ổn định và có thể kiểm soát được. Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Science và được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và các tổ chức khoa học khác, đặt nền móng cho một thế hệ pin sạch hơn, an toàn hơn và mạnh mẽ hơn. Khám phá này mở ra cánh cửa để thiết kế lại hoàn toàn hóa học lưu trữ năng lượng, với một loại pin thở không khí và thay đổi cách chúng ta tiêu thụ năng lượng.