ÚC – Trong bối cảnh nhu cầu pin sạc lithium-ion (LIB) trên thế giới đang nhanh chóng làm cạn kiệt nguồn dự trữ nguyên liệu thô, các chuyên gia đang tìm kiếm giải pháp thay thế an toàn, giá thành thấp và đáng tin cậy.
Pin ion kẽm dạng nước – AZIB (Aqueous zinc-ion batteries) có thể là câu trả lời cho việc sản xuất các giải pháp thay thế giá rẻ từ nguồn nguyên liệu dồi dào và các nhà khoa học tại đại học Flinders đang mở đường cho việc sản xuất pin AZIB polyme đơn giản và thiết thực bằng cách sử dụng catot (1) hữu cơ để có công nghệ lưu trữ năng lượng bền vững hơn. (1) Catot (Cathode): là một điện cực vật lý mà từ đó dòng điện rời khỏi một thiết bị điện phân cực.
Phó Giáo sư Hóa học Zhongfan Jia, một nhà nghiên cứu công nghệ nano tại khoa Khoa học và Kỹ thuật thuộc đại học Flinders, cho biết: “Pin ion kẽm dạng nước có thể có những ứng dụng thực tế”.
Từ xe điện đến các thiết bị điện tử cầm tay, nhu cầu và mức tiêu thụ pin lithium-ion đã dẫn đến tình trạng thiếu hụt tài nguyên và các vấn đề về chuỗi cung ứng đối với các kim loại chiến lược bao gồm lithium và coban.
Trong khi đó, hàng triệu viên pin đã qua sử dụng, phần lớn không được tái chế đúng cách, đã gây ra lượng rác thải và rủi ro rất lớn cho môi trường – mà các giải pháp thay thế trong tương lai như pin AIZB hứa hẹn sẽ giảm được những tác động đó.
Phó Giáo sư Zhongfan nói rằng: “Trong số các giải pháp thay thế này, pin AZIB nổi bật hơn vì hàm lượng kẽm có trong lớp vỏ Trái đất cao hơn nhiều (gấp 10 lần so với lithium), độc tính thấp và độ an toàn cao.”
Pin AZIB thường sử dụng kim loại kẽm làm cực dương và hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ làm cực âm. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực đáng kể nhằm cải thiện độ ổn định của cực dương kẽm, nhưng vẫn cần có cực âm hiệu suất cao và vẫn là một vấn đề cần giải quyết.
Phó Giáo sư Zhongfan, người đứng đầu nhóm nghiên cứu về polyme bền vững cho năng lượng và môi trường, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi nhằm xây dựng khả năng dẫn điện, bằng cách sử dụng catot polyme gốc nitroxide được làm từ polyme thương mại giá thành thấp và tối ưu hóa hiệu suất pin bằng cách sử dụng các chất phụ gia giá thành thấp”.
Phó Giáo sư Zhongfan cho biết về một bài báo trực tuyến mới trên tạp chí Energy Storage Materials: “Công trình của chúng tôi đã đánh giá lại việc sử dụng catot bằng vật liệu polyme gốc nitroxide có thế oxy hóa khử cao trong pin AZIB và tạo ra tải khối lượng cao nhất từ trước đến nay”.
Nghiên cứu do sinh viên Thạc sĩ Nanduni Gamage của đại học Flinders và nghiên cứu sinh sau Tiến sĩ Yanlin Shi đứng đầu, đã phát triển một loại pin dạng túi được chế tạo trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng polyme được mở rộng quy mô, chất điện phân Zn(ClO 4 ) 2 không chứa flo và than đen BP 2000 không có chất kết dính để cung cấp năng lượng gần 70 mAh g -1 và điện áp xả trung bình là 1,4 V.
Với tổng khối lượng 50 mg cm^(-2), pin dạng túi có dung lượng 60 mAh, có thể dễ dàng cung cấp năng lượng cho một chiếc quạt điện nhỏ và một chiếc ô tô mô hình.
Những thành viên trong nhóm nghiên cứu, bao gồm Tiến sĩ Jesús Santos-Peña từ đại học University Paris-Est Créteil (UPEC) tại Pháp, đã làm việc với các chuyên gia khác từ viện Khoa học và Công nghệ Nano thuộc đại học Flinders.
Bằng cách hợp tác với đại học Griffith, nhóm nghiên cứu đã phát triển pin ion kép gốc hữu cơ/ K, một kỹ thuật có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào pin lithium-ion.
Để xem các tin bài khác về “Pin sạc”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Electronics Online
