Từ ô tô, máy bay không người lái đến tàu thuyền, pin Li–S hứa hẹn trở thành cuộc cách mạng năng lượng sạch toàn cầu.

Các loại pin hóa học mới nổi thường gặp phải một vấn đề lớn cản trở việc thương mại hóa, đó là chi phí sản xuất cao có thể làm giảm lợi ích từ tuổi thọ hạn chế của chúng.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy đã tìm ra giải pháp cho vấn đề này thông qua việc cải tiến pin lithium-lưu huỳnh (Li-S) nhằm khắc phục tình trạng xuống cấp ảnh hưởng đến hiệu suất của loại pin này.

Phạm vi hoạt động luôn là mục tiêu mà ngành công nghệ pin xe điện tìm cách cải thiện.

Theo thông tin từ Norwegian SciTech News, nghiên cứu này có thể mở ra một hướng đi mới trong lưu trữ năng lượng cho xe điện. Pin Li-S không chỉ có khả năng lưu trữ nhiều năng lượng hơn mà còn sạc nhanh hơn và an toàn hơn so với pin lithium-ion truyền thống. Đại diện nhóm nghiên cứu cho biết: “Đây là một giải pháp thay thế hấp dẫn và tiết kiệm chi phí cho việc lưu trữ năng lượng, đặc biệt khi tuổi thọ và tính ổn định là những yếu tố quan trọng”.

Vấn đề xuống cấp của pin lithium-S chủ yếu do hiệu ứng dịch chuyển, trong đó các polysulfide lithium di chuyển giữa các điện cực trong quá trình hoạt động, dẫn đến mất dung lượng và giảm tuổi thọ. Các chuyên gia cho biết vấn đề này nghiêm trọng đến mức ngăn cản pin cung cấp năng lượng cho xe điện. Để khắc phục, một lớp phủ mỏng đã được phát triển trong dự án HiSep-II, hoạt động như một bộ lọc giữa các điện cực giúp ngăn ngừa đoản mạch và cho phép các ion lithium đi qua một cách tự do.

Nghiên cứu cho thấy pin lithium-S được trang bị lớp phủ HiSep-II có tuổi thọ kéo dài gấp 5 lần, từ 200 chu kỳ sạc/xả lên 1.000 chu kỳ. Cải tiến này giúp pin nhẹ hơn khoảng 200 kg giúp mở rộng phạm vi hoạt động của xe điện. Mặc dù HiSep-II chưa áp dụng cho ô tô điện, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết sáng kiến này có thể sớm được thương mại hóa và thúc đẩy ngành công nghiệp xe điện.

Các nhà nghiên cứu đang cải tiến công nghệ pin Li-S để sớm thương mại hóa cho xe điện.

Các nhà nghiên cứu cũng bày tỏ mong muốn tiếp tục thử nghiệm với HiSep-II, cho rằng công nghệ này có tiềm năng cung cấp năng lượng cho máy bay, máy bay không người lái và tàu thuyền. Đặc biệt, quy trình sản xuất thân thiện với môi trường khiến công nghệ này dễ mở rộng quy mô hoạt động.

Việc chuyển sang sử dụng xe điện không chỉ giúp giảm khí thải độc hại mà còn có thể tiết kiệm hàng chục triệu đồng mỗi năm cho chi phí xăng dầu và dịch vụ. Ngoài Na Uy, các nhà nghiên cứu ở Úc cũng đang khám phá công nghệ lithium-S với những kết quả hứa hẹn, như tốc độ sạc/xả dưới 5 phút, trong khi các chuyên gia Hàn Quốc cũng đang phát triển phiên bản tương tự.