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

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.

Một quyết định tháo gỡ

Một quyết định tháo gỡ

Chiều 5/12/2025, với 439/443 đại biểu biểu quyết tán thành, Quốc hội đã thông qua thông Luật Giám định tư pháp sửa đổi, sẽ có hiệu lực từ ngày 1/5/2026. Luật này đã khôi phục “quyền” giám định pháp y thương tích trên người sống của các bác sĩ pháp y CAND…

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Một vụ mạo danh và sự ra đời của pháp lý về danh tính

Giữa thế kỷ XVI, tại một ngôi làng nhỏ miền Nam nước Pháp, một người đàn ông trở về sau nhiều năm mất tích và được cả cộng đồng thừa nhận là Martin Guerre. Ông được vợ chấp nhận, được gia đình đón nhận, thậm chí tham gia các tranh chấp tài sản như một chủ hộ thực sự. Chỉ có một sự thật mà không ai nhận ra trong nhiều năm: ông không phải Martin Guerre. Vụ án sau đó không chỉ là câu chuyện về một kẻ mạo danh, mà còn trở thành một trong những hồ sơ đầu tiên đặt nền móng cho tư duy pháp lý về danh tính con người - một vấn đề mà hơn 4 thế kỷ sau vẫn còn nguyên tính thời sự.

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Chúng ta quá dễ bị tổn thương khi dữ liệu trở thành vũ khí

Cuộc tấn công bằng máy bay không người lái của Iran mới đây nhắm vào trung tâm dữ liệu của các hãng công nghệ lớn tại Trung Đông bất ngờ gióng lên hồi chuông cảnh báo đối với thế giới: cơ sở hạ tầng dữ liệu đã chuyển từ tài sản thương mại thành mục tiêu chiến lược.

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Cuộc chạy đua tên lửa dẫn đường chính xác

Các cường quốc hàng đầu hiện đang bắt đầu hiểu được những thay đổi mang tính cách mạng do tiềm năng sử dụng rộng rãi các loại vũ khí chính xác tầm xa mang lại. Ở quy mô mà tên lửa chiến thuật có thể được sản xuất và triển khai hàng nghìn chiếc, tên lửa hành trình hàng chục nghìn chiếc và máy bay không người lái cảm tử tầm xa hàng triệu chiếc mỗi năm, tác động của chúng sẽ tương đương với vũ khí hạt nhân, ít nhất là ở cấp độ chiến thuật. Tất nhiên, giải pháp tối ưu sẽ luôn là sự kết hợp của cả hai, nhưng hoàn toàn có thể trong vòng 5 đến 10 năm tới, chính các loại vũ khí tầm xa, độ chính xác cao sẽ có khả năng giải quyết nhiệm vụ chính là đánh bại kẻ thù từ xa mà không cần sử dụng máy bay có người lái.

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Những vũ khí mới Mỹ tấn công Iran được nâng cấp từ chính vũ khí nổi tiếng của Tehran

Cuộc chiến với Iran đang trở thành nơi thử nghiệm cho các loại vũ khí mới nhất của Mỹ. Quân đội Hoa Kỳ đã sử dụng một số loại vũ khí mới để thực hiện các cuộc tấn công chống lại Tehran. Chúng bao gồm tên lửa đạn đạo tầm ngắn và máy bay không người lái (UAV) tấn công giá rẻ. Loại này được Mỹ cải biên từ công nghệ UAV của Iran. Các nhà quan sát cũng phát hiện ra một biến thể mới của tên lửa hành trình phóng từ tàu chiến.

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Data “nóng” lên sàn “chợ đen”

Bỗng một ngày nào đó, người ta bàng hoàng khi phát hiện hình ảnh của mình bị rao bán trên mạng với cảnh nhạy cảm, bị cắt ghép, chắp vá thành những món hàng “nóng” và bị trao đổi, mua bán như mớ rau, cân cá trên “chợ đen”. Đây là thực trạng đáng báo động, ảnh hưởng nghiêm trọng đến danh dự và nhân phẩm con người, gây ra nhiều hệ lụy xấu cho cộng đồng và xã hội...

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA và vụ án “giết người chưa từng gặp”

DNA của một người vô gia cư Mỹ được tìm thấy dưới móng tay một nạn nhân bị giết, nhưng anh chưa từng gặp người đó trong đời, và từ nghịch lý này, một sự thật lộ ra: thứ được coi là bằng chứng chắc chắn nhất lại có thể đẩy một người vô tội đến sát bờ vực bị kết án.

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Công nghệ kỹ thuật số tham chiến tại Trung Đông

Khi công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) và các công cụ kỹ thuật số ngày càng được sử dụng nhiều trong hoạt động quân sự, chiến sự giữa Mỹ, Israel và Iran cho thấy cách thức tiến hành chiến tranh đang thay đổi nhanh chóng. Khi dữ liệu trở thành mục tiêu và AI trở thành công cụ ra quyết định, ranh giới giữa chiến tranh truyền thống và chiến tranh công nghệ cao gần như bị xóa nhòa.

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

AI tái định nghĩa ưu thế quân sự?

Mới đây, một công ty công nghệ quốc phòng Trung Quốc tuyên bố hệ thống AI của họ đã phát hiện tín hiệu từ máy bay ném bom tàng hình B-2 của Mỹ và dấu hiệu huy động quân sự nhiều tuần trước khi cuộc xung đột với Iran leo thang.

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Tên lửa bí ẩn từ vũ trụ của Israel

Việc Israel sử dụng tên lửa Blue Sparrow đã thu hút sự chú ý toàn cầu vì quỹ đạo bay bất thường, tốc độ cao và khả năng tấn công các vị trí được phòng thủ kiên cố mà không cần nhiều cảnh báo.

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Vụ rò rỉ hơn 16 tỷ mật khẩu lớn nhất lịch sử

Hơn 16 tỷ mật khẩu và thông tin đăng nhập bị phơi bày trên không gian mạng đã tạo ra cú sốc lớn đối với giới an ninh toàn cầu. Vượt ra ngoài con số kỷ lục, vụ rò rỉ đã phơi lộ một thực tế đáng lo ngại: các lỗ hổng an ninh đang âm thầm kết nối, và chuyển hóa thành mối đe dọa có tính hệ thống.

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Cuộc chiến quyền lực kỹ thuật số

Việc kiểm soát các tuyến cáp quang ngầm dưới biển, huyết mạch của mạng Internet toàn cầu, đã trở thành chiến tuyến mới trong cuộc chiến giành quyền lực kỹ thuật số. Trong các vùng biển tranh chấp, sức mạnh thường được coi là một màn trình diễn.

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

ChatGPT - vũ khí của nữ sát thủ

Một phụ nữ 21 tuổi ở Hàn Quốc vừa bị cáo buộc đã sử dụng phần mềm ChatGPT để giúp trả lời các câu hỏi khi cô ta lên kế hoạch cho một loạt vụ giết người khiến hai người đàn ông thiệt mạng và một người khác bất tỉnh trong giây lát.