Trong bối cảnh thế giới đang vật lộn với chi phí đắt đỏ và tác động môi trường của việc khai thác lithium, một nhóm các nhà khoa học vừa công bố một đột phá mang tính cách mạng, hứa hẹn sẽ thay đổi hoàn toàn ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng. Công nghệ pin natri thể rắn mới của họ không chỉ rẻ và thân thiện với môi trường hơn mà còn đạt được hiệu suất mạnh mẽ, tiệm cận với pin lithium.
Pin natri hứa hẹn tiềm năng lớn hơn pin lithium hiện tại.
Từ lâu, pin lithium đã thống trị thị trường từ xe điện, thiết bị điện tử cho đến các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Tuy nhiên, cái giá phải trả là nguồn cung khan hiếm và quy trình khai thác gây tổn hại nghiêm trọng đến môi trường. Natri, với trữ lượng dồi dào và chi phí rẻ hơn nhiều, luôn được xem là ứng cử viên sáng giá để thay thế, nhưng lại vấp phải rào cản về hiệu suất và độ ổn định.
Giờ đây, rào cản đó dường như đã bị phá vỡ. Một nghiên cứu đột phá được công bố trên tạp chí khoa học danh tiếng Joule của nhóm các nhà khoa học tại đại học Chicago (Mỹ) đã tìm ra cách 'siêu nạp' cho pin natri. Bằng cách sử dụng một kỹ thuật gia nhiệt và làm lạnh nhanh đã được biết đến, họ đã ổn định thành công một hợp chất natri hiệu suất cao (natri hydridoborate) ở dạng cấu trúc siêu bền.
Kết quả thật đáng kinh ngạc. Vật liệu mới này có độ dẫn ion cao hơn gấp nhiều lần so với các báo cáo trước đây. Điều này cho phép chế tạo các cực âm (cathode) dày hơn, giúp pin chứa được nhiều 'thịt' năng lượng hơn và giảm thiểu các thành phần không cần thiết. Nói một cách đơn giản, viên pin natri giờ đây có thể vừa mạnh mẽ vừa chứa được nhiều năng lượng hơn trong cùng một kích thước.
Điều quan trọng hơn, kỹ thuật được sử dụng không phải là một quy trình hoàn toàn mới, giúp việc chuyển giao từ phòng thí nghiệm sang sản xuất công nghiệp trở nên dễ dàng và khả thi hơn rất nhiều.
Ảnh minh họa.
Giáo sư Y. Shirley Meng, người đứng đầu nghiên cứu, nhấn mạnh: "Đây không phải là cuộc chiến giữa natri và lithium. Chúng ta cần cả hai. Nghiên cứu này đưa chúng ta đến gần hơn với mục tiêu mà ở đó, cùng một nhà máy có thể sản xuất cả hai loại pin".
Mặc dù hành trình để thương mại hóa pin natri hiệu suất cao vẫn còn dài, bước đột phá này đã mở ra một tương lai đầy hứa hẹn về một thế giới nơi năng lượng sạch không chỉ bền vững mà còn có giá cả phải chăng cho tất cả mọi người.
Bạch Ngân - Science Daily