Trung Quốc đạt Công nghệ đột phá: Pin lithium “hồi sinh” chỉ với một mũi tiêm, kéo dài tuổi thọ lên đến 60.000 lần sạc
Từ điện thoại, xe điện đến trạm lưu trữ năng lượng, pin lithium hiện diện khắp mọi nơi trong cuộc sống của con người.
Tuy nhiên, do quá trình sử dụng làm hao hụt dần các ion lithium, pin điện thoại sau một thời gian dài sẽ khó sạc đầy, xe điện chạy được quãng đường ngắn hơn sau mỗi lần sạc, pin ở vùng lạnh dễ hư hỏng hơn, và số lượng pin cũ cần thải bỏ ngày càng tăng.
Hôm nay, tài khoản chính thức của Đại học Phúc Đán đăng tải một bài viết thông báo rằng nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Khoa học Polyme của trường đã phá vỡ nguyên tắc thiết kế truyền thống của pin lithium. Bằng cách kết hợp AI và điện hóa hữu cơ, họ đã thành công trong việc thiết kế một phân tử mang lithium giúp pin cũ có thể được “hồi sinh” chỉ với một mũi tiêm, kéo dài tuổi thọ của pin lên gấp 10 đến 100 lần.
Pin Lithium Hoạt Động Như Cơ Thể Người
Các nhà khoa học từ Đại học Phúc Đán phát hiện rằng tuổi thọ của pin cũng tương tự như sức khỏe con người – vấn đề thường tập trung ở một bộ phận cốt lõi, đó chính là các ion lithium hoạt động.
Nếu có thể bổ sung chính xác lượng ion lithium đã mất, chúng ta hoàn toàn có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin.
“Tiêm” Lithium - Cách Mạng Mới Trong Công Nghệ Pin
Từ ý tưởng đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại phân tử mang lithium có thể được tiêm vào pin giống như tiêm thuốc, giúp bổ sung ion lithium một cách chính xác và hiệu quả.
Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) kết hợp với kiến thức hóa học, nhóm nghiên cứu đã số hóa cấu trúc và tính chất phân tử, đồng thời tích hợp nhiều kiến thức từ hóa học hữu cơ, kỹ thuật vật liệu, và các lĩnh vực liên quan để xây dựng một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Sau nhiều lần thử nghiệm, họ đã tạo ra được phân tử mang ion lithium mới này.
Kéo Dài Tuổi Thọ Pin Lên Hơn 60.000 Lần Sạc
Theo nhóm nghiên cứu, khi sử dụng công nghệ này, pin lithium sau hàng chục nghìn lần sạc xả vẫn giữ được 96% dung lượng ban đầu.
Tuổi thọ của pin cũng được cải thiện đáng kể:
• Trước đây: 500 – 2.000 chu kỳ sạc
• Sau khi tiêm lithium: 12.000 – 60.000 chu kỳ sạc
• Chưa từng có tiền lệ trên thế giới
Công nghệ này đã được kiểm chứng trong các thí nghiệm thực tế chứ không chỉ là mô hình lý thuyết.
Tiềm Năng Ứng Dụng Thực Tế
• Chi phí thấp: Phân tử mang lithium chỉ chiếm dưới 10% tổng chi phí sản xuất pin, giúp dễ dàng thương mại hóa.
• Ứng dụng đa dạng: Công nghệ này có thể sử dụng cho xe điện, thiết bị lưu trữ năng lượng, và hệ thống năng lượng tái tạo.
• Bảo vệ môi trường: Giảm số lượng pin thải loại, giúp cắt giảm rác thải điện tử và tăng tính bền vững trong ngành công nghiệp pin lithium.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tăng cường sản xuất phân tử mang lithium ở quy mô lớn, đồng thời hợp tác với các công ty pin hàng đầu thế giới để đưa công nghệ này vào thực tiễn sớm nhất có thể.
Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature với tiêu đề:
🔗 “External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries”
Tuy nhiên, do quá trình sử dụng làm hao hụt dần các ion lithium, pin điện thoại sau một thời gian dài sẽ khó sạc đầy, xe điện chạy được quãng đường ngắn hơn sau mỗi lần sạc, pin ở vùng lạnh dễ hư hỏng hơn, và số lượng pin cũ cần thải bỏ ngày càng tăng.
Hôm nay, tài khoản chính thức của Đại học Phúc Đán đăng tải một bài viết thông báo rằng nhóm nghiên cứu thuộc Khoa Khoa học Polyme của trường đã phá vỡ nguyên tắc thiết kế truyền thống của pin lithium. Bằng cách kết hợp AI và điện hóa hữu cơ, họ đã thành công trong việc thiết kế một phân tử mang lithium giúp pin cũ có thể được “hồi sinh” chỉ với một mũi tiêm, kéo dài tuổi thọ của pin lên gấp 10 đến 100 lần.
Pin Lithium Hoạt Động Như Cơ Thể Người
Các nhà khoa học từ Đại học Phúc Đán phát hiện rằng tuổi thọ của pin cũng tương tự như sức khỏe con người – vấn đề thường tập trung ở một bộ phận cốt lõi, đó chính là các ion lithium hoạt động.
Nếu có thể bổ sung chính xác lượng ion lithium đã mất, chúng ta hoàn toàn có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin.
“Tiêm” Lithium - Cách Mạng Mới Trong Công Nghệ Pin
Từ ý tưởng đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại phân tử mang lithium có thể được tiêm vào pin giống như tiêm thuốc, giúp bổ sung ion lithium một cách chính xác và hiệu quả.
Sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) kết hợp với kiến thức hóa học, nhóm nghiên cứu đã số hóa cấu trúc và tính chất phân tử, đồng thời tích hợp nhiều kiến thức từ hóa học hữu cơ, kỹ thuật vật liệu, và các lĩnh vực liên quan để xây dựng một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Sau nhiều lần thử nghiệm, họ đã tạo ra được phân tử mang ion lithium mới này.
Theo nhóm nghiên cứu, khi sử dụng công nghệ này, pin lithium sau hàng chục nghìn lần sạc xả vẫn giữ được 96% dung lượng ban đầu.
Tuổi thọ của pin cũng được cải thiện đáng kể:
• Trước đây: 500 – 2.000 chu kỳ sạc
• Sau khi tiêm lithium: 12.000 – 60.000 chu kỳ sạc
• Chưa từng có tiền lệ trên thế giới
Công nghệ này đã được kiểm chứng trong các thí nghiệm thực tế chứ không chỉ là mô hình lý thuyết.
Tiềm Năng Ứng Dụng Thực Tế
• Chi phí thấp: Phân tử mang lithium chỉ chiếm dưới 10% tổng chi phí sản xuất pin, giúp dễ dàng thương mại hóa.
• Ứng dụng đa dạng: Công nghệ này có thể sử dụng cho xe điện, thiết bị lưu trữ năng lượng, và hệ thống năng lượng tái tạo.
• Bảo vệ môi trường: Giảm số lượng pin thải loại, giúp cắt giảm rác thải điện tử và tăng tính bền vững trong ngành công nghiệp pin lithium.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tăng cường sản xuất phân tử mang lithium ở quy mô lớn, đồng thời hợp tác với các công ty pin hàng đầu thế giới để đưa công nghệ này vào thực tiễn sớm nhất có thể.
Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature với tiêu đề:
🔗 “External Li supply reshapes Li-deficiency and lifetime limit of batteries”
