Tìm ra cách chế "siêu pin" sạc vài giây, dùng cả tuần

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra một phương pháp mới để tạo ra "siêu pin", có thể thay đổi cách chúng ta sạc mọi thứ, từ điện thoại tới xe hơi. Siêu pin sẽ cho phép thiết bị sạc đầy cực nhanh nhưng đủ năng lượng dùng cho cả tuần.

Nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Trung tâm Công nghệ khoa học nano thuộc Đại học Central Florida (UCF, Mỹ) tuyên bố, loại siêu tụ hay siêu pin mới của họ có đặc tính mềm dẻo. Đặc biệt, nó có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn và có thể tái sạc tới hơn 30.000 lần mà không bị suy giảm chất lượng.

Trong khi đó, các loại pin lithium-ion phổ biến hiện nay chỉ có thể tái sạc được chưa đầy 1.500 lần mà không bị suy giảm chất lượng nghiêm trọng.

"Nếu thay thế các loại pin hiện nay bằng loại siêu tụ này, bạn có thể sạc điện thoại di động của mình trong vài giây và không cần phải sạc lại thiết bị lần nữa trong cả tuần", Nitin Choudhary, một thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Siêu pin cực mỏng, mềm dẻo, có thể sạc đầy thiết bị điện trong vài giây nhưng đủ năng lượng dùng cả tuần.

Phương pháp tạo ra các siêu tụ nói trên rốt cuộc có thể tạo nên một cách cuộc mạng công nghệ trong lĩnh vực chế tạo điện thoại di động và xe điện.

Theo báo cáo nghiên cứu, các tác giả đã xem xét sử dụng các vật liệu nano để cải thiện siêu tụ có khả năng tăng cường hoặc thậm chí thay thế hoàn toàn pin trong thiết bị điện hiện nay. Song, họ phát hiện, một siêu tụ chứa nhiều năng lượng như pin lithium-ion có thể phải sở hữu kích cỡ lớn hơn rất nhiều.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm ứng dụng các vật liệu hai chiều (2D) mới khám phá, có độ dày chỉ vài nguyên tử để chế tạo siêu tụ. Các nhà nghiên cứu khác cũng đã thử tạo ra siêu tụ bằng graphene và các vật liệu 2D khác nhưng chẳng mấy thành công.

Nhóm của Choudhary đã phát triển các siêu tụ cấu tạo gồm hàng triệu thanh kim loại dày vài nanomét (1 nanomét = 1/triệu mm), có lớp vỏ phủ là vật liệu 2D mới. Phần lõi dẫn điện cực tốt hỗ trợ việc truyền dẫn electron nhanh cho quá trình sạc nhanh và phóng điện. Lớp vỏ phủ vật liệu 2D đồng nhất sẽ tạo ra mật độ công suất và năng lượng cao.

Giới khoa học trước đây đã biết, các vật liệu 2D hứa hẹn nhiều ứng dụng lưu trữ năng lượng. Tuy nhiên, trước khi các nhà nghiên cứu UCF sáng chế ra quy trình tích hợp những vật liệu này, chúng ta không có cách nào để khai thác tiềm năng ấy.