Chế tạo pin từ giấy, tuổi thọ dài gấp 3 lần pin lithium
Các nhà khoa học Hàn Quốc vừa có một phát minh mang tính đột phá bước khi chế tạo thành công loại pin sạc làm từ một vật liệu không tưởng…giấy. Loại pin làm từ giấy mềm hơn, tuổi thọ dài hơn và quan trọng nhất là nó gần như không xảy ra tình trạng phát nổ như những loại pin hiện nay.
Thử nghiệm tính hiệu quả của pin sản xuất từ giấy của các nhà khoa học ở Viện Khoa học Lâm nghiệp Quốc gia Hàn Quốc.
Các nhà khoa học Hàn Quốc đã thành công trong việc thử nghiệm một loại pin mới làm từ giấy.
Khác với những quả pin ion-lithi hiện đang được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị điện tử cầm tay như điện thoại di động, laptop…sản phẩm của các nhà khoa học Hàn Quốc được làm ra từ loại giấy nano cellulose.
Pin sản xuất từ giấy sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường.
Nhóm nhà khoa học cho biết, loại pin này loại bỏ hoàn toàn khả năng phát nổ của pin bởi vật liệu này chịu nhiệt rất tốt. Điều đó có nghĩa là nó gần như không bị nóng trong suốt quá trình hoạt động.
Ông Lee Chang-jae, Chủ tịch Viện Khoa học Lâm nghiệp Quốc gia Hàn Quốc cho biết: “Trong pin ion-lithi người ta thường sử dụng nhựa cách điện. Và đó là lí do chính dẫn đến tình trạng thi thoảng pin bị nổ. Chúng tôi thay thế vật liệu này bằng một loại vật liệu mới, nhờ đó, loại pin mới của chúng tôi không bị nổ khi gặp ma sát hoặc nhiệt độ cao”.
Để sản xuất loại pin này, giáo sư Lee và nhóm nghiên cứu ở Viện Khoa học Lâm nghiệp Quốc gia đã bắt đầu từ những mẩu gỗ. Họ phát hiện ra rằng,ở nhiệt độ cao, họ có thể đồng nhất cellulose của gỗ để sản xuất ra các sợi có đường kính siêu nhỏ: ở mức nanomet và dài vài micromet. Sau đó, họ thả những sợi nano cellulose này vào nước rồi qua hệ thống lọc chân không để biến chúng thành giấy. Sau đó, họ lấy 2 tấm giấy nano rồi mạ một mặt của chúng với ống nano carbon và vật liệu để làm đầu cực pin dạng bột truyền thống, hoặc là lithi sắt phốt phát để làm cực ca-tốt (cực âm) hoặc lithi titan oxit để làm cực a-nốt (cực dương).
Pin sản xuất từ giấy nhỏ gọn, nhẹ, dung lượng tốt, sạc nhanh lại có thể gấp lại như một tờ giấy.
Các lớp nano cellulose đóng vai trò làm màng tách trong pin hoành chỉnh. 2 mặt được mạ của 2 tờ giấy sẽ được úp vào nhau để lớp điện cực hướng ra bên ngoài, sau đó chúng được ngâm trong dung dịch điện phân rồi được bọc kín trong một gói nhựa để sản xuất pin hoàn chỉnh.
Nhóm nghiên cứu cho biết, cách làm này cực kỳ tiết kiệm chi phí, bởi các vật liệu thô đầu vào để sản xuất pin chỉ bằng 3% so với vật liệu sản xuất pin lithi-ion. Trong khi đó, thời lượng của pin giấy lại dài gấp 3 lần so với pin sạc lithium-sulfur. Đặc biệt, loại pin này còn có thể bẻ cong được. Và đương nhiên, do vật liệu sản xuất chủ yếu là sợi nano cellulose, nên trọng lượng của nó rất nhẹ và nhỏ gọn (chỉ dày khoảng 110 µm, chưa kể lớp vỏ).
“Loại pin này của chúng tôi có rất nhiều ưu điểm. Chúng có dung lượng lâu hơn, lại còn có thể bẻ cong. Bởi chúng được làm từ giấy mà”, ông Lee Sang-young, chuyên gia về Kỹ thuật hóa học cho biết.
Cùng với đó, tùy thuộc vào mức độ của dòng điện, nó có thể sạc nhanh gấp từ 2 đến 4 lần so với pin lithi hiện tại.
Loại pin được sản xuất từ giấy này được kỳ vọng sẽ trở thành thế hệ pin tiếp theo cho các thiết bị điện tử cầm tay. Về phần mình, giới chuyên môn đánh giá sau khi được thương mại hóa, pin giấy sẽ rất lý tưởng cho các thiết bị di động nhỏ gọn đeo trên người và thiết bị bay điều khiển từ xa.
Hoài Thanh (Theo Arirang News)