Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Trung Florida (University of Central Florida – UCF) đang phát triển một quá trình nạp điện mới để tạo ra siêu pin có thể sạc hơn 30.000 lần mà không bị chai hay giảm dung lượng.
Nỗi khổ của tất cả người dùng điện thoại thông minh đó là chai pin. Chỉ sau 18 tháng sử dụng thì thời gian sạc và dung lượng pin đã bắt đầu giảm. Vì thế phương pháp mới đang được nghiên cứu tại trung tâm nghiên cứu công nghệ Nano, UFC có thể sẽ là tương lai cho các thiết bị di động nói chung và điện thoại nói riêng.
“Nếu chúng ta thay thế các loại pin thông thường bằng loại siêu pin mới này thì chỉ cần vài giây để sạc đầy cho điện thoại và sử dụng trong vòng vài tuần” – Tiến Sĩ Nitin Choudhary, thành viên cốt cán của dự án nghiên cứu cho biết thêm.
Mô phỏng thiết kế của Siêu Pin mới với ứng dụng của vật liệu hai chiều
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu trên vật liệu nano để chế tạo ra các loại pin nhằm bổ sung và thay thế cho pin hiện có trên các thiết bị điện tử. Vấn đề cơ bản nằm ở kích thước và khối lượng của các loại pin này, dung lượng càng cao thì kích thước càng lớn.
Nhóm khoa học gia của UCF đã thí nghiệm ứng dụng vật liệu hai chiều mới với chiều dày chỉ bằng vài nguyên tử để chế tạo ra siêu pin mới. Một nhóm nghiên cứu khác cũng đã tiến hành thí nghiệm trên graphene, một loại vật liệu hai chiều tuy nhiên kết quả không khả quan.
“Vấn đề nằm ở chỗ làm thế nào để tích hợp hệ thống pin hiện có với vật liệu hai chiều mới. Chúng tôi đã tổng hợp một hệ thống phương pháp tổng hợp hóa học đơn giản để thực hiện nhiệm vụ đó” – Phó Giáo Sư Yeonwoong “Eric” Jung, người chịu trách nhiệm chính cho dự án phát biểu trên tạp chí ASC nano, cho biết.
Pin Lithium – Ion hiện tại có khuyết điểm về độ bền
Nhóm của Phó Giáo Sư Jung đã phát triển một loại siêu pin bằng cách tổng hợp hàng triệu dây nano được phủ vật liệu hai chiều. Lõi có tính dẫn điện cực cao tạo điều kiện chuyển điện tử nhanh chóng cho quá trình sạc pin. Lớp vỏ phủ vật liệu hai chiều tạo thành trường năng lượng cao và khả năng tích điện lớn.
Khoa học lý thuyết đã biết tới khả năng tích điện tuyệt vời của vật liệu hai chiều và tiềm năng ứng dụng vào lưu trữ năng lượng tuy nhiên cho đến khi UCF phát triển hệ thống mới này thì tiềm năng của vật liệu hai chiều mới được đưa ra khai thác triệt để.
“Đối với những thiết bị điện tử thì vật liệu do chúng tôi tạo ra đang tạo ra nhiều kỷ lục mới về mật độ năng lượng cũng như là độ bền” – Tiến Sĩ Choudhary tự hào cho biết.
Siêu Pin dành cho điện thoại sẽ xuất hiện trong tương lai gần
Chu kỳ ổn định được tính số lần sạc đầy, sử dụng cạn rồi lại sạc đầy trước khi bắt đầu suy giảm dung lượng. Ví dụ pin lithium-ion có chu kỳ vào khoảng 1.500 lần. Với ứng dụng của vật liệu hai chiều mới của UCF thì siêu pin có khả năng đạt tới chu kỳ ổn định là 30.000 lần.
Giáo sư Jung đang thúc đẩy đăng ký bằng sáng chế cho nghiên cứu mới này, các siêu pin làm từ vật liệu hai chiều do UCF nghiên cứu ra có thể áp dụng trong các thiết bị điện tử thông dụng như điện thoại, phụ kiện và nhiều trang thiết bị hơn nữa trong tương lai không xa do khả năng linh hoạt của nó.
“Công nghệ này hiện chưa được thương mại hóa nhưng tiềm năng của nó là cực kỳ triển vọng” – Giáo Sư Jung kết luận.
