Các nhà khoa học Australia và Trung Quốc sáng chế loại pin mới cho xe điện

Hiện nay các loại pin được dùng phổ biến cho các phương tiện đi lại như Pin Axit Chì, Pin Niken Hiđrua, Pin Nickel-Cadmium, Pin Lithium Ion đều có nhược điểm là tuổi thọ không cao và dễ ảnh hưởng khi dòng điện không ổn định, dẫn đến tình trạng cháy nổ bất chợt.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Flinders ở Nam Australia và Đại học Khoa học và Công nghệ Zhejiang ở Trung Quốc đã phát triển loại pin dung dịch nhôm đầu tiên trên thế giới, sử dụng điện giải dựa trên nook thay vì các chất nguy hiểm. Pin này có thể cung cấp điện áp ổn định là 1,25 V và dung lượng là 110 mAh g–1 qua 800 chu kỳ sạc/đãi với sự suy giảm tối thiểu. Kết quả đã được công bố trên tạp chí uy tín Journal of American Chemistry, tạp chí đầu của Hội Hóa học Hoa Kỳ.

Tiến sĩ Kai Zhang của Đại học Khoa học và Công nghệ Zhejiang đã hợp tác với phòng thí nghiệm nghiên cứu của Giáo sư cùng cấp Zhongfan Jia tại Đại học Flinders để khám phá về điện hóa của các gốc bền vững. Công việc hợp tác của họ tập trung vào điện giải Lewis acid được sử dụng phổ biến nhất, Al(Otf)3, và bao gồm thử nghiệm pin.

Các gốc bền vững là các phân tử hữu cơ đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống pin hữu cơ khác nhau. Trước đây chúng chưa được áp dụng trong pin ion nhôm (AIBs) do thiếu hiểu biết về phản ứng điện hóa của chúng trong điện giải.

Giáo sư Jia nói rằng hầu hết các loại pin chứa các chất nguy hiểm và có thể gây ô nhiễm môi trường khi bị loại bỏ tại các bãi chôn hoặc nơi khác. Ông nói rằng các vật liệu như chì, cadmium và thủy ngân có thể độc hại cho con người và động vật, và gây ô nhiễm đất và nước, và chúng tồn tại trong môi trường trong thời gian dài.

Trong khi đó, pin của họ sử dụng điện giải dựa trên nước mà có khả năng chống cháy và ổn định khi tiếp xúc với không khí, làm cho nó an toàn và bền vững. Ông cũng nói rằng họ sử dụng các vật liệu phân huỷ sinh học cho pin gói mềm để giảm thiểu tác động đến môi trường.

Giáo sư Jia cũng khẳng đỉnh rằng pin ion nhôm có tiềm năng lớn như một lựa chọn thay thế cho pin ion lithi, được sử dụng rộng rãi trong điện tử tiêu dùng, xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, một trong những vấn đề của dòng pin này là hiệu suất kém do sự di chuyển chậm của các ion Al3+.

Thiết kế pin gốc nhôm của nhóm nghiên cứu giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các gốc ổn định làm cực âm, có thể đạt được một đầu ra điện áp cao và dung lượng lớn với sự ổn định tốt trong quá trình vận hành.