Pin của tương lai: Xanh và an toàn hơn

Trong thời đại số với sự thống trị của thiết bị thông minh, pin được coi là "trái tim" đem lại nguồn năng lượng duy trì kết nối. Chính vì vậy, giới nghiên cứu đang tích cực tìm lối đi cho công nghệ pin vốn vẫn trì trệ nhiều năm qua.

Trong bối cảnh này, hàng loạt ý tưởng thú vị xuất hiện, nhằm mục đích cải thiện pin lithium truyền thống, hay hướng đến nhiều loại pin thay thế độc đáo, hi vọng sẽ được thương mại hóa trong thập kỷ tới.

Nâng cấp pin truyền thống

Từ lâu, pin lithium-ion được ví như một phần tất yếu của cuộc sống "thông minh". Nhiều ý kiến cho rằng sự hiện diện của pin lithium-ion sẽ ngày càng phổ biến khi nó luôn đạt điểm dung hòa giữa chất lượng, độ bền, ổn định và khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp.

Xu hướng pin "xanh" lấy nguyên liệu sản xuất từ cát.
Xu hướng pin "xanh" lấy nguyên liệu sản xuất từ cát.

Tuy nhiên, lithium-ion vẫn tồn tại một số nhược điểm như có thể bắt lửa, xì khói, quá nhiệt hoặc phát nổ khi va chạm.

Bên cạnh đó, việc sản xuất ngày càng gặp khó khăn khi phụ thuộc phần lớn vào nguồn cung hạn chế của lithium và cobalt đang dần trở nên khan hiếm. Ngay cả quá trình khai thác hai loại quặng này cũng được khoa học chứng minh rất độc hại, tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên.

Trong bối cảnh này, các kỹ sư Mỹ đang thử nghiệm công nghệ mới sử dụng hệ thống dây nano từ kim loại quý để sản xuất các viên pin cho phép tăng tốc thời gian sạc, đồng thời kéo dài tuổi thọ của pin.

Để cảnh báo nguy cơ cháy nổ của pin lithium-ion, ý tưởng tích hợp công nghệ theo dõi nhiệt độ của pin rất được hoan nghênh, hiển thị trên màn hình thiết bị mỗi ngày và trong khi sạc, có thể phát ra cảnh báo khi nhiệt độ cao bất thường.

Bên cạnh đó, các thí nghiệm kết hợp chất chống cháy triphenyl phosphate với chất dẻo plastic fibre được gia cường bằng các sợi thủy tinh để phân tách hai cực âm dương cho kết quả khả quan. Đây được coi như "bình cứu hoả" tí hon của pin, được kích hoạt khi pin quá nóng làm plastic fibre nóng chảy, từ đó giải phóng triphenyl phosphate ngăn cho pin không bị bắt lửa.

Ý tưởng pin "xanh"

Khi nguồn cung lithium hay cobalt dần cạn kiệt, nhiều nguyên liệu mới tiềm năng trở thành "cứu tinh" cho quá trình sản xuất pin của nhân loại. Một nhóm nghiên cứu Nhật Bản đang tìm cách phát triển nguyên liệu sản xuất pin lấy cảm hứng từ... biển.

Họ tách chiết natri từ muối biển, trở thành nguồn cung dồi dào để tạo nên những viên pin hoạt động hiệu quả gấp 7 lần so với pin thông thường, với giá thành thấp hơn đến 5 lần. Thú vị hơn, cát được lọc tinh khiết, nghiền thành bột, hòa với muối và ma-giê trước khi được nung nóng để loại bỏ oxy, từ đó tạo ra silicon tinh khiết. Loại silicon này được dùng thay thế cho graphite trong điện cực pin, giúp cải thiện hiệu năng gấp ba lần thông thường và cả tuổi thọ pin.

Xu hướng bảo vệ môi trường trong sản xuất pin tiếp tục thu hút sự chú ý của dư luận nhờ sáng chế pin proton. Lợi thế của loại pin này là siêu nhỏ nhưng "có võ" khi sở hữu khả năng lưu trữ năng lượng ấn tượng tương đương viên pin lithium hiện nay, dù chỉ có diện tích hoạt động bề mặt khiêm tốn vào khoảng 5cm2.

Nguồn nguyên liệu sản xuất điện cực pin proton từ carbon cực kỳ dồi dào, hoàn toàn không độc hại. Cơ chế sạc độc đáo nhờ tách phân tử nước giúp pin bền hơn, lại an toàn vì nguy cơ cháy nổ rất thấp, trong khi khả năng sạc đầy nhanh hơn 20 lần so với pin truyền thống.

Giới khoa học tin rằng, các viên pin sử dụng natri, silicon hay proton thân thiện với môi trường sẽ trở thành công nghệ của tương lai được thương mại hóa trong vòng 5 đến 10 năm tới nhằm thay thế lithium hay cobalt.

Điện cực từ... virus

Một ý tưởng kì lạ cho thế hệ pin của tương lai, ứng dụng virus kết hợp với kỹ thuật nano và biến đổi ADN để tạo nên những "nam châm sống" có khả năng hút những phân tử đặc biệt. Những con virus nam châm này được cấy vào vật chủ (như tế bào vi khuẩn) để sinh trưởng và nhân bản hàng loạt, tạo ra những thế hệ "nam châm sống" cùng tiến hành nhiệm vụ "hút" vật liệu cần thiết cho quá trình sản xuất hai cực của pin.

Ví dụ như, virus được biến đổi ADN nhằm tiết ra protein đặc thù có thể hút phân tử cobalt oxide, từ đó tự phủ lên mình một lớp phân tử coban oxide. Các nhà khoa học tiến hành bổ sung các hạt vàng siêu nhỏ, rồi kích thích để toàn bộ virus sau khi đã nhân lên vào những ống nano (rộng khoảng 6nm và dài 880nm), tạo nên cực dương của viên pin.

Cần lưu ý rằng, toàn bộ quy trình tạo điện cực từ virus được lặp lại liên tục. Điều này sẽ hoàn thiện dần khả năng của virus, cũng như giúp giới khoa học xác định được chuỗi ADN phù hợp để gây tác động, từ đó đẩy mạnh quá trình tạo protein "hút" cobalt oxide ở nhiều chủng virus khác nhau. Điểm mấu chốt trong thành tựu này là các "hạt" cobalt oxide cùng vàng được vận chuyển đến và đặt vào đúng vị trí cần thiết.

Các báo cáo gần đây tiết lộ, nhiều nhóm virus độc đáo đã được thử nghiệm để có thể "hút" tới 150 nhóm vật liệu khác nhau, tạo nên nguồn nguyên liệu dồi dào cho việc sản xuất pin. Thậm chí, các đặc tính của virus còn được khai thác để nâng cao mật độ năng lượng và tốc độ nạp của pin, giúp kéo dài tuổi thọ pin cũng như hạn chế khí thải carbon để bảo vệ môi trường.

Tất nhiên, các công nghệ nêu trên sẽ cần nhiều thử nghiệm trước khi chính thức được áp dụng cho sản xuất pin kiểu mới, hướng đến cải thiện hoặc dần thay thế pin lithium-ion vốn giữ "ngai vàng" lưu trữ năng lượng trong các thiết bị thông minh hiện nay. Nhiều ý kiến lạc quan tin rằng tham vọng sạc nhanh, dùng lâu, không cần dây mà chẳng lo nổ hoàn toàn có thể thành hiện thực.

Bởi lẽ, các nhà nghiên cứu và đầu tư sẵn sàng chi hàng tỷ USD vào cuộc chiến sản xuất pin để vượt qua các rào cản công nghệ hay vật liệu, từ đó nâng cao độ an toàn cũng như kéo dài thời lượng sử dụng cho pin.

Quan trọng hơn, dường như người thâu tóm được công nghệ sản xuất pin mới sẽ có cơ hội nắm được cả thế giới trong bối cảnh Internet vạn vật và các thiết bị thông minh đang dần thống trị nhân loại...

Nam Hồng (tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.