Hạng D
2/12/03
1.110
3.288
113
Vietnam
Khám phá mới của đại học Stanford giúp xe điện có giá cạnh tranh

Tạp chí khoa học Nature Nanotechnology vừa đăng tải báo cáo khoa học của nhà các nhà nghiên cứu ở đại học hàng đầu nước Mỹ, Stanford. Theo đánh giá của các nhà khoa học, khám phá này có thể giúp tăng khả năng lưu trữ điện của pin Lithium-ion hiện tại lên gấp 4 lần.
[pagebreak][/pagebreak]
Đánh giá về phát minh của đại học Stanford, cựu Bộ trưởng năng lượng Mỹ nói: "Trên thực tế, nếu chúng ta cải thiện được khả năng của pin lên gấp 4 lần hiện nay, thì một chiếc xe điện có phạm vi hoạt động 480 km sẽ có chi phí 25.000 USD, cạnh tranh với xe động cơ đốt trong công nghệ tiên tiến có mức tiêu thụ nhiên liệu bình quân 5,88 lít/100 km. (Chiếc Tesla Model S có phạm vi hoạt động 480 km hiện có giá trên 80.000 USD). Phát minh này còn giúp pin smartphone, laptop tăng gấp 3 lần thời lượng hiện nay."

Giáo sư Yi Cui, người đứng đầu nhóm nghiên cứu đã giải thích về giải pháp mang tính cách mạng của công trình nghiên cứu:

Vì sao pin lithium ion hiện nay kém hiệu quả

Để hiểu được vấn đề này, ta cần biết rằng pin lithium ion có 3 phần chính: chất điện phân (electrolyte) cung cấp điện tử (electron, phần thiết yếu của dòng điện), một cực dương (anode) phóng điện tử từ điện phân để cung cấp dòng điện cho thiết bị điện, một cực âm (cathode) tiếp nhận điện tử quay lại pin từ thiết bị điện.

Vấn đề hiện thời của pin lithium-ion là lithium chỉ chứa trong chất điện phân, không có ở cực dương, cực dương thường được làm bằng than chì hoặc silicon. Chính vì vậy điện tử không được cực dương hấp thu một các có hiệu quả trước khi dòng điện được chuyển đến thiết bị. Nếu cực dương được làm bằng lithium, hiệu quả, dĩ nhiên là hiệu suất sẽ tăng gấp 4 lần.

Vì sao hàng thập kỷ qua người ta không chế tạo cực dương lithium tinh khiết?

Các nhà khoa học trước đây đã chế tạo pin lithum ion với cực dương lithum tinh khiết với hiệu quả 96%, nhưng chỉ sau 100 lần sạc, hiệu quả nhanh chóng giảm xuống 50%. Nguyên nhân được phát hiện là với cực dương lithium nguyên chất, trong quá trình sạc điện những ion-lithium sẽ kết tủa ở cực dương có cấu trúc giống như những sợi tóc. Những "chùm tóc" này khiến cực dương trương nở, hiện tượng này có thể diễn ra rất mạnh mẽ có thể làm cong điện cực và làm nứt pin, gây hiện tượng đoản mạch có thể dẫn đến cháy nổ. Do vậy hàng thập kỷ qua, người ta đã phải thay cực dương lithium tinh khiết bằng than chì hoặc silicon tay hiệu suất không cao nhưng an toàn hơn.

Giải pháp mang tính đột phá của đại học Stanford

Tìm cách sử dụng cực dương lithium nguyên chất mà không bị dãn nở khi sạc là mục tiêu của các nhà nghiên cứu đại học Stanford. Kết quả là họ đã tạo ra được pin bền vững, duy trì được 99% hiệu quả sau 150 chu kỳ sạc pin.

Các nhà sáng chế đã làm được điều này bằng cách bọc cực dương tinh khiết bằng 1 lớp carbon xốp có kích thước nano (nanospheres) có hình dáng như vỏ sò mà mặt trong úp vào cực dương bằng lithium tinh khiết. Khi các ion-lithium kết tụ vào cực dương, nó sẽ nằm bên trong vỏ sò rỗng và không làm cực dương bị trương nở. Đáng chú ý là lớp nanospheres chỉ có bề dày 20 nano mét, bằng 1/5.000 bề dày sợi tóc con người.

Giáo sư Yi Cui cho biết thêm, giải pháp tạo ra lớp nanospheres có thể giúp rút ngắn thời gian sạc pin chỉ còn 1/3 và tăng tuổi thọ pin gấp 3 lần.

Giá cả pin lithium-ion thế hệ mới

Do pin thế hệ mới chỉ sử dụng những hóa chất của pin hiện nay nên theo giáo sư Yi Cui giá thành/kg trọng lượng pin sẽ không tăng thêm và có thể giảm đi. Nhưng khi hiệu quả và hiệu suất tăng 4 lần có nghĩa là giá pin giảm chỉ còn 1/4, đó là chưa kể đến tuổi thọ pin tăng gấp 3 lần. Điều này giúp cho xe điện sẽ có giá ngang ngửa một chiếc xe động cơ đốt trong.

Về thời gian thương mại hóa sản phẩm, GS Yi Cui nói hiện nay pin của đại học Stanford chỉ mới đạt 99% hiệu quả và duy trì mức này sau 150 chu kỳ sạc pin. Nhóm của ông chỉ nghĩ đến việc thương mại hóa sản phẩm khi pin đạt 99.9% hiệu quả và duy trì sự ổn định sau nhiều lần sạc hơn. Và điều này nhóm nghiên cứu đã gần đạt được.
(theo forbes)
 
Chỉnh sửa cuối:
  • Like
Reactions: nopainnogain
Hạng B2
26/4/14
232
128
43
vậy là âm dương hợp bích rùi ,nên sẽ kéo dài lâu hơn......
 
Hạng C
9/7/13
972
872
93
Năm ngoái, công ty "ZSW", Đức đã công bố sản xuất thành công nguyên mẫu pin có hiệu suất gấp 3 lần pin lithium hiện thời. Đại học Nam California cũng tuyên bố sản xuất thành công pin có cực dương bằng silicon xốp mạnh gấp 3 lần pin hiện thời.
Nhà máy "gigafactory" của Tesla và Panasonic cũng sản xuất pin lithium ion thế hệ mới và sẽ ra mắt sản phẩm vào năm 2017. Xem ra pin của ZSW, và của các đại học Nam California, Stanford đều có thể chậm chân hơn Tesla.
 
  • Like
Reactions: nopainnogain
Hạng D
5/3/14
2.016
711
113
TPHCM
Thời gian sẽ chứng minh mọi thứ. bây giờ thử nghiệm thì cái nào cũng khả thi. có tác dụng. nhưng khi qua 1 quá trình sử dụng mới biết câu trả lời chính thức là gì:3ddaomat:
 
Hạng D
28/10/12
1.333
1.239
113
Năm nào cũng có tin công nghệ pin mới, nhiên liệu mới nhưng cũng chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu thành công thôi chứ chưa bao giờ thấy thương mại hoá và phổ biến. Thôi, chừng nào có rồi hẵng hay
 
  • Like
Reactions: nopainnogain