Công nghệ 'pin nước' mới có thể nâng tuổi thọ pin lên hàng trăm năm

một giờ trướcBài gốc

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications. Theo đó, thay vì sử dụng vật liệu truyền thống, thiết bị này sử dụng các polyme hữu cơ cộng hóa trị tổng hợp làm cực dương cho các ion magie và canxi.

Ảnh minh họa. Nguồn: Interesting Engineering.

Về cơ bản, pin nước luôn an toàn hơn lithium-ion vì không gây cháy nổ và chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn. Tuy nhiên, điểm yếu là mật độ năng lượng thấp và dễ hỏng hóc do dung dịch điện phân thường biến đổi thành axit mạnh hoặc kiềm mạnh, phá hủy pin từ bên trong.

Song, thiết kế mới đã giải quyết triệt để vấn đề này bằng cách sử dụng dung dịch điện phân trung tính với độ pH chính xác là 7.0, loại bỏ điều kiện cực đoan thường gây ra tình trạng mòn gỉ.

Hợp chất cụ thể được sử dụng là hexaketone tetraaminodibenzo-p-dioxin giúp duy trì cấu trúc phẳng ổn định suốt vòng đời của pin. Chính sự ổn định này ngăn chặn tình trạng sụt giảm dung lượng mà người dùng điện thoại thông minh vẫn thường gặp phải.

Các nhà khoa học tính toán rằng với hiệu suất sử dụng hiện tại (khoảng 1,1 chu kỳ/ngày), loại pin này có thể hoạt động trong khoảng 300 năm trước khi cần thay thế.

Đáng chú ý hơn, dung dịch điện phân trong thiết kế hoàn toàn không độc hại và có thể thải trực tiếp ra môi trường. Nhóm nghiên cứu thậm chí còn lưu ý rằng nó vô hại đến mức có thể dùng làm nước ngâm đậu phụ để nấu ăn tại nhà mà không gây rủi ro cho sức khỏe.

Dù sở hữu những thông số ấn tượng, loại pin này vẫn phải đối mặt với những rào cản thương mại như tích trữ ít năng lượng hơn hệ thống lithium-ion. Một viên pin có thời hạn sử dụng lên tới 3 thế kỷ nhưng chiếm diện tích gấp đôi có thể sẽ khó cạnh tranh ở những nơi không gian hạn chế.

Giá thành để chế tạo các polyme hữu cơ chuyên dụng vẫn chưa rõ ràng. Việc sản xuất quy mô lớn có thể phát sinh những rào cản kinh tế khó lường.

Trang Trần

Nguồn Xây Dựng : https://baoxaydung.vn/cong-nghe-pin-nuoc-moi-co-the-nang-tuoi-tho-pin-len-hang-tram-nam-192260512112544053.htm