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

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.

Khi AI bước vào chiến trường

Khi AI bước vào chiến trường

Quân đội Mỹ đang phát triển các mô hình AI được huấn luyện dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ thực tế, với mục tiêu triển khai một chatbot AI (trí tuệ nhân tạo) dành riêng cho binh sĩ, cho thấy tham vọng đẩy nhanh ứng dụng AI trong quân sự.

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Ngày 23/3/2025, công ty xét nghiệm gen 23andMe nộp đơn xin bảo hộ phá sản theo Chương 11 tại Tòa Phá sản Mỹ khu vực Đông Missouri. Trong vòng 24 giờ, lượng truy cập vào trang web của công ty tăng 526%. Không phải vì khách hàng muốn đọc thông báo phá sản, mà vì hàng triệu người đổ xô vào trang hỗ trợ với một mục đích duy nhất: xóa dữ liệu ADN của mình trước khi chúng bị chuyển giao trong một thương vụ phá sản. Nhưng câu hỏi mà không ai trong số họ có thể trả lời được là: liệu xóa có còn kịp không?

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Suốt 41 năm, giới khoa học và công chúng đã đặt niềm tin vào một “sự thật” mang tên “Người Piltdown”. Vụ lừa đảo kinh điển này không chỉ phơi bày sự xảo quyệt của một cá nhân, mà còn là lời cảnh báo sâu sắc về những điểm mù của tri thức khi bị dẫn dắt bởi thiên kiến xác nhận và lòng tự tôn dân tộc thái quá.

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Lực lượng Nga tại các khu vực tạm chiếm thuộc vùng Donetsk tuyên bố rằng, lực lượng Ukraine đã sử dụng máy bay không người lái (UAV) trang bị bom graphite (than chì) trong các cuộc tấn công ban đêm. Điều này làm dấy lên nhiều câu hỏi về loại vũ khí này, lý do tại sao chúng có thể hiệu quả, và loại máy bay không người lái nào của Ukraine có khả năng mang loại vũ khí này?

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Sau nhiều thập kỷ tự ràng buộc bởi các chính sách hạn chế nghiêm ngặt, Nhật Bản đã chính thức dỡ bỏ rào cản xuất khẩu vũ khí sát thương. Bước ngoặt này mở ra vận hội mới cho ngành công nghiệp quốc phòng Nhật Bản và đưa các sản phẩm "Made in Japan" vào thị trường vũ khí toàn cầu - một thị trường mà Tokyo chưa từng thực sự đặt chân vào kể từ sau Thế chiến II.

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.