Đột phá về pin có thể mở ra những chiếc xe điện xanh hơn, rẻ hơn
của Đại học McGill
Richie Fong, nghiên cứu sinh tiến sĩ về Kỹ thuật Vật liệu, tiến hành nghiên cứu về cực âm trong phòng thí nghiệm McGill. Tín dụng: Đại học McGill
Sự chuyển đổi toàn cầu sang xe điện đang được đà phát triển, tuy nhiên việc khai thác vật liệu pin gây ra dấu ấn môi trường đáng kể đi kèm với chi phí cao.
Giờ đây, hai nghiên cứu do các nhà nghiên cứu của Đại học McGill dẫn đầu mang lại hy vọng trong việc tìm kiếm sản xuất pin lithium-ion rẻ hơn và xanh hơn được sử dụng trong xe điện (EV).
Phát hiện của họ mở ra tiềm năng sản xuất pin sử dụng kim loại bền vững hơn và ít tốn kém hơn, được gọi là vật liệu catốt loại muối đá (DRX) không ổn định.
Trong nghiên cứu đầu tiên, các nhà nghiên cứu kỹ thuật bao gồm tác giả chính Richie Fong, một tiến sĩ. sinh viên ngành Kỹ thuật Vật liệu, tập trung vào cực âm. Thành phần đắt nhất của pin, cực âm thường được làm từ các kim loại không bền vững như coban và niken. Sắt có thể là giải pháp thay thế rẻ nhất, nhưng cho đến nay, cực âm làm từ sắt hiện tại vẫn thiếu dung lượng lưu trữ đủ để cung cấp năng lượng cho xe điện chạy đường dài.
Những phát hiện được công bố trong Vật liệu Năng lượng Tiên tiến đã thách thức rõ ràng nhận thức này. Các nhà nghiên cứu đã chế tạo thành công cực âm DRX gốc sắt bằng cách sửa đổi quy trình lưu trữ điện tử, đạt được dung lượng lưu trữ cao nhất từng được ghi nhận đối với vật liệu cực âm làm từ sắt. Bước đột phá này có thể giảm 20% chi phí pin lithium-ion.
Trong nghiên cứu thứ hai, được công bố trong Khoa học Năng lượng & Môi trường, một nhóm do Giáo sư Jinhyuk Lee, Trợ lý Giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Khai thác và Vật liệu và Học giả William Dawson, dẫn đầu, đã khám phá tiềm năng của một giải pháp thay thế bền vững khác: hỗn hợp dựa trên mangan muối mỏ (Mn-DRX). Vật liệu này cung cấp hàm lượng năng lượng cao với chi phí thấp, nhưng ứng dụng thực tế của nó bị cản trở bởi độ dẫn điện thấp và sự mất ổn định về cấu trúc.
Phối hợp với các nhà khoa học từ Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc, họ đã phát hiện ra một giải pháp mới. Bằng cách sử dụng ống nano carbon đa thành và chất kết dính làm phụ gia điện cực, họ đã đạt được mật độ năng lượng ở mức thực tế cao nhất từng được ghi nhận đối với cực âm Mn-DRX.
Lee giải thích: "Những phát hiện của chúng tôi hứa hẹn rất nhiều về tương lai của việc phát triển pin lithium-ion, mở ra con đường hướng tới các giải pháp lưu trữ năng lượng bền vững và giá cả phải chăng hơn", Lee giải thích và cho biết thêm rằng một đối tác trong ngành đang hợp tác cùng các nhà nghiên cứu để đưa những cải tiến này ra thị trường.
