Hóa học mới đằng sau pin mật độ năng lượng cực cao

Hóa học mới đằng sau pin mật độ năng lượng cực cao

    Hóa học mới đằng sau pin mật độ năng lượng cực cao
    bởi Viện Công nghệ Illinois

    Illinois Tech assistant professor publishes paper in Science on novel chemistry behind ultra-high power density batteries
    Trợ lý Giáo sư Kỹ thuật Hóa học Mohammad Asadi. Ảnh: Viện Công nghệ Illinois


    Mohammad Asadi, trợ lý giáo sư kỹ thuật hóa học tại Viện Công nghệ Illinois, đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Khoa học mô tả hóa học đằng sau thiết kế pin lithium-không khí mới của ông. Những hiểu biết sâu sắc sẽ cho phép anh ấy tối ưu hóa hơn nữa thiết kế pin, với tiềm năng đạt được mật độ năng lượng cực cao vượt xa công nghệ lithium-ion hiện tại.

    Thiết kế pin có khả năng lưu trữ một kilowatt giờ trên mỗi kilôgam hoặc cao hơn—lớn hơn bốn lần so với công nghệ pin lithium-ion, công nghệ này sẽ biến đổi đối với phương tiện vận chuyển điện khí hóa, đặc biệt là các phương tiện hạng nặng như máy bay, tàu hỏa và tàu ngầm.

    Mục tiêu của Asadi là tạo ra một loại pin có chất điện phân rắn, mang lại lợi ích về năng lượng và an toàn so với pin chất điện phân lỏng, đồng thời tìm kiếm một giải pháp tương thích với các công nghệ cực âm và cực dương mà ông đang phát triển để sử dụng trong pin lithium-không khí.

    Ông đã chọn hỗn hợp polymer và gốm, đây là hai chất điện phân rắn phổ biến nhất nhưng cả hai đều có nhược điểm. Bằng cách kết hợp chúng, Asadi nhận thấy rằng ông có thể tận dụng tính dẫn ion cao của gốm và tính ổn định cao cũng như kết nối bề mặt cao của polyme.

    Kết quả cho phép phản ứng thuận nghịch quan trọng giúp pin hoạt động—sự hình thành và phân hủy lithium-dioxide—xảy ra ở tốc độ cao ở nhiệt độ phòng, minh chứng đầu tiên cho điều này trong pin lithium-không khí.

    Như được mô tả trong bài báo Khoa học, Asadi đã tiến hành một loạt thí nghiệm chứng minh tính khoa học đằng sau cách phản ứng này xảy ra.

    "Chúng tôi nhận thấy rằng chất điện phân ở trạng thái rắn đó đóng góp khoảng 75% tổng mật độ năng lượng. Điều đó cho chúng tôi biết rằng còn rất nhiều cơ hội để cải thiện vì chúng tôi tin rằng mình có thể giảm thiểu độ dày đó mà không ảnh hưởng đến hiệu suất và điều đó sẽ cho phép chúng tôi đạt được mật độ năng lượng rất, rất cao," Asadi nói.

    Những thí nghiệm này được thực hiện với sự cộng tác của Đại học Illinois Chicago và Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne. Asadi cho biết anh có kế hoạch hợp tác với các đối tác trong ngành khi anh hiện hướng tới việc tối ưu hóa thiết kế pin và chế tạo nó cho sản xuất.

    Asadi nói: “Công nghệ này là một bước đột phá và nó đã mở ra một cơ hội lớn để đưa những công nghệ này ra thị trường.

    Zalo
    Hotline