Nỗi thất vọng về những viên pin nhanh chai, sạc lâu và mau hết có thể sắp kết thúc. Một nghiên cứu đột phá từ Viện công nghệ Massachusetts (MIT) vừa công bố một "bản đồ" toán học chính xác, hứa hẹn mở ra một kỷ nguyên mới cho pin sạc nhanh hơn, bền hơn mà không cần chờ đợi những vật liệu đắt đỏ trong tương lai.
Tương lai của ngành công nghệ pin sắp xán lạn hơn bao giờ hết.
Trong nhiều thập kỷ, việc cải tiến pin lithium-ion – công nghệ cốt lõi trong mọi thiết bị từ điện thoại đến ô tô điện – phần lớn vẫn dựa vào phương pháp "thử và sai". Các kỹ sư phải liên tục thử nghiệm các công thức hóa học khác nhau, một quá trình tốn kém, chậm chạp và không hiệu quả. Mặc dù có các phương trình cũ như Butler-Volmer để dự đoán, chúng lại thiếu chính xác và thường xuyên khác biệt so với thực tế.
Giờ đây, một nhóm liên ngành tại MIT đã chấm dứt kỷ nguyên "mò mẫm" này. Bằng cách phân tích dữ liệu từ hơn 50 sự kết hợp giữa điện cực và chất điện phân, họ đã xây dựng thành công một mô hình toán học dựa trên lý thuyết chuyển giao ion-electron liên hợp. Mô hình này có khả năng dự đoán các phản ứng điện hóa bên trong viên pin với độ chính xác vượt trội.
Điểm đột phá lớn nhất của nghiên cứu này không nằm ở việc tạo ra một loại hóa chất hay vật liệu mới. Thay vào đó, nó cung cấp một khuôn khổ, một "bộ quy tắc vàng" để các nhà sản xuất có thể áp dụng ngay lập tức. Thay vì phải thay đổi toàn bộ dây chuyền sản xuất tốn kém, các công ty có thể sử dụng mô hình này để tinh chỉnh các thiết kế pin hiện có của họ.
Họ có thể chạy các mô phỏng dựa trên mô hình mới để tìm ra cách tối ưu hóa cấu trúc vật liệu, từ đó tăng tốc độ sạc và làm chậm đáng kể quá trình chai pin mà không cần phải phát minh lại từ đầu.
Tương lai của pin sạc nhanh và siêu bền có thể bắt đầu ngay từ hôm nay.
Điều này có nghĩa là lợi ích có thể đến tay người tiêu dùng sớm hơn rất nhiều so với các đột phá khoa học thông thường. Đây không phải là một lời hứa hẹn cho 10 năm tới; nó là một công cụ có thể được triển khai ngay từ hôm nay.
Dù có thể không tạo ra một "bước nhảy vọt lượng tử" giúp sạc đầy ô tô điện trong 1 phút, nhưng những cải tiến, dù là nhỏ nhất, trong tốc độ sạc và tuổi thọ pin chắc chắn sẽ là tin vui đối với tất cả mọi người dùng công nghệ trên toàn thế giới.
