Pin lithium-ion hữu cơ mới thân thiện với môi trường dành cho xe điện

Với sự phát triển dòng xe điện trong thời kỳ ứng phó với biến đổi khí hậu, các nhà khoa học đang nỗ lực phát triển các loại pin bền vững hơn để ngăn chặn việc lãng phí quá mức, tiết kiệm nhiều chi phí, cũng như hạn chế làm ảnh hưởng tới môi trường.

Các nhà nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã phát minh ra loại vật liệu pin lithium-ion mới, nó có thể cung cấp giải pháp thay thế bền vững hơn so với dòng pin chứa coban vốn được dùng trong ô tô điện.

Vật liệu pin mới này có tên là TAQ (bis-tetraaminobenzoquinone), chứa các phân tử hữu cơ nhỏ có ba vòng lục giác hợp nhất.

Các nhà nghiên cứu quốc tế vừa phát minh ra vật liệu pin lithium-ion mới, cung cấp giải pháp thay thế bền vững hơn so với pin chứa coban trong ô tô điện. (Ảnh: spectrum.ieee)

Theo các nhà nghiên cứu, lớp vật liệu mới này có cấu trúc giống như than chì, chứa quinone đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng hiệu quả, cùng các amin hỗ trợ vật liệu này hình thành các liên kết hydro mạnh mẽ.

Các liên kết hydro đó mang lại cho vật liệu TAQ sự ổn định mạnh mẽ và khó hòa tan. Điều này rất quan trọng, vì nó sẽ ngăn vật liệu TAQ hòa tan vào chất điện phân của pin, do đó làm cho pin bền hơn.

Theo đánh giá từ các chuyên gia của MIT, loại vật liệu pin mới có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn đáng kể so với coban. Loại pin mới chứa TAQ sở hữu dung lượng lưu trữ năng lượng tương đương với pin chứa coban, và pin mới cũng có thể sạc nhanh hơn rất nhiều.

Mircea Dincă, Giáo sư Năng lượng WM Keck tại MIT cho biết: “Tôi nghĩ vật liệu này có thể có tác động lớn vì nó hoạt động rất tốt. Nó có khả năng cạnh tranh với các công nghệ pin hiện tại, giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí, các vấn đề môi trường liên quan đến việc khai thác các kim loại hiện đang dùng để sản xuất pin”.

Nói về nhược điểm của coban, Mircea Dincă nhận định, coban dù nhiều điểm ưu việt về mặt hiệu suất lưu trữ năng lượng, nhưng chúng có vấn đề là không được phổ biến rộng rãi và giá thành khá cao. Khi tỷ lệ sử dụng xe điện cao hơn nhiều trên thị trường tiêu dùng, vật liệu pin này chắc chắn sẽ đắt hơn nữa.

Các chuyên gia dự định tiếp tục nghiên cứu các vật liệu pin bền vững mới, họ đang xem xét thay thế lithium bằng natri hoặc magie, vốn là những vật liệu có giá cả phải chăng và sẵn có hơn lithium.