Một thí nghiệm ngẫu hứng cùng các con tại nhà đã trở thành nguồn cảm hứng cho một đột phá có thể thay đổi cuộc chơi an toàn cho ngành xe điện. Nhà nghiên cứu Gabriel Veith tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) của Mỹ đã phát triển một chất phụ gia thông minh, biến pin lithium-ion thành một khối rắn gần như tức thì khi có va chạm, ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ cháy nổ.
Ai cũng biết điểm yếu chí mạng của pin lithium-ion là rủi ro cháy nổ khi bị biến dạng do va đập. Chỉ cần lớp màng ngăn cách giữa hai điện cực bị rách, một vụ đoản mạch sẽ xảy ra, khiến chất điện phân bốc cháy dữ dội.
"Gót chân Achilles" của pin lithium-ion là nguy cơ cháy nổ cao nếu chịu va đập mạnh.
Ý tưởng bất chợt đến với Veith khi ông đang chơi cùng các con với "oobleck" – một hỗn hợp đơn giản từ bột ngô và nước. Hỗn hợp này có đặc tính kỳ lạ khi ở trạng thái bình thường nó là chất lỏng, nhưng khi bị tác động mạnh (như đấm hoặc bóp chặt) thì ngay lập tức cứng lại. Nhận thấy đặc tính này chính là lời giải cho bài toán an toàn, Veith và các đồng nghiệp đã bắt tay vào việc.
Họ đã tạo ra một chất phụ gia đặc biệt bằng cách hòa các hạt silica hình cầu hoàn hảo, độ mịn cực cao (chỉ 200 nanomet, tương đương cát siêu mịn) vào trong chất điện phân của pin. Khi pin ở trạng thái bình thường, các hạt này lơ lửng và không ảnh hưởng đến hoạt động của pin. Tuy nhiên, khi có va chạm mạnh, chúng ngay lập tức kết tụ lại, tạo thành một "bức tường thành" vững chắc ngăn cách các điện cực, dập tắt nguy cơ cháy nổ từ trong trứng nước.
Công nghệ đột phá này được đặt tên là SAFIRE (Safe Impact Resistant Electrolytes - Chất điện phân chống va đập an toàn). Không chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm, 5 bằng sáng chế liên quan đến SAFIRE đã được ORNL cấp phép cho công ty khởi nghiệp Safire Technology Group để tiến hành thương mại hóa.
Chất phụ gia mang tên SAFIRE mở ra tương lai an toàn hơn cho xe điện.
Theo ông John Lee, CEO của Safire Technology Group, tiềm năng của SAFIRE là vô cùng to lớn. Đối với ngành xe điện, công nghệ này cho phép các nhà sản xuất loại bỏ những lớp vỏ bọc bảo vệ pin nặng nề, từ đó giúp xe nhẹ hơn và tăng đáng kể phạm vi hoạt động sau mỗi lần sạc. Trong lĩnh vực quốc phòng, nó mang đến khả năng chống đạn cho các thiết bị sử dụng pin mà không làm tăng trọng lượng.
Từ một trò chơi trẻ em, công nghệ SAFIRE đang mở ra một tương lai nơi những chiếc xe điện, máy bay không người lái và các thiết bị quân sự trở nên an toàn hơn bao giờ hết.
