Dù là các trạm sạc nhanh công cộng, việc sạc đầy 80% pin vẫn mất từ 15 đến 60 phút. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới từ Đại học Kiel (Đức) cho thấy rằng việc sạc xe điện với pin lithium-S có thể chỉ trong 12 phút, điều này mở ra triển vọng cho một tương lai mà việc sạc xe nhanh hơn cả việc ghé vào cửa hàng mua đồ ăn vặt.
Thời gian sạc pin luôn là nỗi ám ảnh của nhiều người đi xe điện.
Được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đức, Ấn Độ và Đài Loan, nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện tốc độ sạc và an toàn cho người sử dụng. Một trong những mục tiêu chính là thay thế các kim loại nặng và đắt tiền như coban và niken trong pin lithium-ion hiện tại bằng lưu huỳnh - một nguyên liệu nhẹ, an toàn và dễ tìm hơn.
Cấu trúc của pin mới này bao gồm một cực âm làm từ lưu huỳnh kết hợp với cực dương bằng kim loại lithium. Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials, nhóm các nhà khoa học cho biết “Phân tích của chúng tôi cho thấy thời gian sạc nhanh dưới 30 phút, và trong một số trường hợp dưới 15 phút, là hoàn toàn khả thi, đồng thời tăng dung lượng pin”.
Tuy nhiên, việc phát triển công nghệ này không hề đơn giản. Lưu huỳnh không dẫn điện tốt, vì vậy các nhà nghiên cứu đang kết hợp nó với các vật liệu như graphene và ống nano carbon để tăng cường khả năng dẫn điện. Họ cũng đang sử dụng các chất phụ gia như oxit kim loại để ngăn chặn các phản ứng hóa học không mong muốn, từ đó giúp kéo dài tuổi thọ pin.
Công nghệ pin lithium-S đang nhận được nhiều sự quan tâm.
Một thách thức khác là hiện tượng “hiệu ứng con thoi” khi một số hợp chất hóa học di chuyển giữa hai đầu của pin gây thất thoát năng lượng. Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu đang phát triển bộ tách pin mới và chất điện phân đặc hơn.
Ngoài ra, các nhà khoa học cũng đang tìm cách giải quyết vấn đề dendrite - những cấu trúc hình kim có thể gây ra đoản mạch hoặc cháy nổ. Họ đang thử nghiệm các lớp phủ bảo vệ và cực dương được chế tạo 3D để ngăn chặn sự hình thành của chúng.
Theo nghiên cứu, các nguyên mẫu ban đầu đã cho thấy tiềm năng với mật độ năng lượng đạt 2 miliampe giờ trên mỗi cm vuông. Tuy nhiên, tác giả chính Jakob Offermann nhấn mạnh rằng việc đảm bảo công nghệ này an toàn và đáng tin cậy trong dài hạn vẫn cần cải thiện hơn nữa về tải trọng vật liệu và tích hợp cấu trúc.
CÙNG CHUYÊN MỤC
