Pin ôtô điện làm từ vỏ tôm cua

Giá ôtô điện nói chung và pin ôtô điện nói riêng vẫn đang quá đắt đỏ. Mặt khác, khi giá lithium tiếp tục tăng cao, giá xe mới dĩ nhiên sẽ khó có khả năng đảo chiều để đi xuống.

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại Mỹ đang nghiên cứu phương pháp chế tạo pin tốt hơn, cho ra thành phẩm là bộ pin không những thân thiện với môi trường mà còn sở hữu hiệu suất được cải thiện. Hơn thế, giá thành của pin sẽ giảm đi, trong khi môi trường thực sự được cải thiện.

Theo bài báo do tạp chí khoa học Matter đăng tải, giải pháp cho vấn đề này đến từ các loài giáp xác như tôm cua. Tuy nhiên trước hết ta cần hiểu rõ bản chất vận hành của các bộ pin lithium-ion phổ biến hiện nay.

Pin ôtô điện vẫn là đề tài tranh cãi chưa có hồi kết. Ảnh: Ford.

Khi pin bắt đầu hoạt động, các ion tích điện sẽ được giải phóng từ cực dương của pin. Thông qua lớp điện phân, các ion này sẽ chạy về cực âm, hoàn tất một chu trình phản ứng oxy hóa.

Về cơ bản, các chất điện phân được sử dụng trong pin hiện nay thường không thể bị phân hủy sinh học.

“Một lượng lớn pin đang được tiêu thụ cho ngành công nghiệp ôtô. Điều này làm gia tăng các vấn đề môi trường”, ông Liangbing Hu, Giám đốc Trung tâm Đổi mới Vật liệu của Đại học Maryland (Mỹ), cho biết.

Theo nhà khoa học này, polypropylene và polycarbonate, vốn được sử dụng rộng rãi trong pin lithium-ion, sẽ phải mất đến hàng trăm hoặc hàng nghìn năm để phân hủy hoàn toàn.

Pin ôtô điện vẫn được cho là không thân thiện với môi trường sau khi kết thúc vòng đời. Ảnh: Audi AG.

Không chỉ khó phân hủy, các chất điện phân đang được sử dụng trong pin ôtô nói trên còn tiềm ẩn nhiều mối nguy hiểm như khả năng ăn mòn cao và dễ bắt lửa.

Tuy vậy theo Matter, các nhà khoa học đã tìm ra được giải pháp thay thế mang tên Chitosan, một vật liệu sinh học có nguồn gốc từ kitin.

“Vì có nguồn gốc kitin, lượng Chitosan dồi dào nhất sẽ được tìm thấy ở lớp vỏ ngoài của động vật giáp xác, bao gồm các loại tôm và cua”, bài báo trên Matter kết luận.

Chitosan có thể đóng vai trò như một lớp điện phân trong pin. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, vật liệu sinh học này sẽ bị phân hủy gần như hoàn toàn chỉ trong vòng năm tháng.

Các loài giáp xác như tôm, cua có thể là lời giải cho bài toán môi trường của ôtô điện. Ảnh: Bloomberg.

Ngoài ra, thay vì lithium hay chì, Matter cho rằng các cực của pin hoàn toàn có thể được chế tạo từ kẽm, một vật liệu có tính tái chế cao và tồn tại nhiều trong vỏ trái đất hơn là lithium.

“Nhìn chung, pin kẽm sẽ rẻ hơn và an toàn hơn nếu được phát triển đúng cách”, ông Liangbing Hu nhấn mạnh.

Một ưu điểm nữa của loại pin này là tính bền bỉ và có hiệu suất cao. Các bộ pin tạo ra trong quá trình thử nghiệm có thể lưu giữ đến 99,7% năng lượng sau 1.000 chu kỳ xả-nạp thay vì chỉ 70-75% như pin lithium hoặc pin kẽm thông thường.

Do có hiệu suất cao, loại pin này được kỳ vọng sẽ mở ra cuộc cách mạng cho ngành sản xuất ôtô điện. Tuy vậy, vấn đề mà các nhà khoa học vẫn đang đau đầu là tìm cách chống lại các vi khuẩn tự nhiên có thể phá vỡ cấu trúc của pin.

Dẫu sao thì nghiên cứu nói trên cũng được chuyên trang Carbuzz đánh giá là một bước tiến đáng kể và đúng hướng đối với ngành công nghiệp pin ôtô.

Phúc Hậu

Theo Carbuzz