Tái chế giấy vụn thành pin điện thoại thông minh

Một nhóm nhà khoa học Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đang phát triển kỹ thuật chuyển đổi giấy thải - từ bao bì, túi sử dụng một lần và hộp carton thành một thành phần quan trọng của pin lithium-ion.

Thông qua quá trình gọi là carbon hóa chuyển đổi giấy thành carbon tinh khiết, nhóm nhà nghiên cứu NTU biến sợi giấy thành điện cực; có thể chế tạo thành pin sạccung cấp năng lượng cho điện thoại di động, thiết bị y tế và xe điện.

Tái chế giấy vụn thành pin điện thoại thông minh -0
Đồ họa trừu tượng về quá trình biến giấy thành pin.

Để carbon hóa giấy, nhóm nghiên cứu cho giấy tiếp xúc với nhiệt độ cao thành carbon tinh khiết, hơi nước và dầu có thể được sử dụng làm nhiên liệu sinh học. Vì quá trình carbon hóa diễn ra trong trường hợp không có oxy thải ra một lượng carbon dioxide không đáng kể và quy trình này là giải pháp thay thế xanh hơn cho việc xử lý giấy kraft thông qua quá trình đốt, tạo ra một lượng lớn khí nhà kính. Các cực dương carbon do nhóm nghiên cứu sản xuất cũng thể hiện độ bền, tính linh hoạt và một số đặc tính điện hóa vượt trội.

Loạt thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy cực dương được sạc và xả tới 1.200 lần, bền hơn ít nhất gấp đôi so với cực dương trong pin điện thoại hiện tại. Loại pin sử dụng cực dương do NTU sản xuất cũng chịu được nhiều áp lực vật lý hơn so với các loại pin cùng loại, hấp thụ năng lượng nghiền tốt hơn tới 5 lần.

Phương pháp do NTU phát triển cũng sử dụng quy trình ít tốn năng lượng và ít kim loại nặng hơn so với các phương pháp sản xuất cực dương của pin công nghiệp hiện nay. Vì cực dương có giá trị từ 10% đến 15% tổng chi phí của pin lithium-ion, nên phương pháp mới nhất này sử dụng vật liệu phế thải giá rẻ, dự kiến cũng sẽ giảm chi phí sản xuất chúng. Sử dụng giấy thải làm nguyên liệu thô sản xuất cực dương của pin giúp chúng ta giảm bớt sự phụ thuộc vào các nguồn carbon thông thường - chẳng hạn như chất độn carbon và chất kết dính tạo ra carbon, được khai thác và sau đó xử lý bằng máy móc và hóa chất khắc nghiệt.

Trợ lý Giáo sư Lai Changquan, Trường Kỹ thuật Cơ khí & Hàng không vũ trụ NTU và người đứng đầu dự án, cho biết: “Giấy được sử dụng trong nhiều khía cạnh trong cuộc sống hàng ngày chúng ta - từ gói quà, nghệ thuật và thủ công, cho đến vô số ứng dụng công nghiệp, chẳng hạn như bao bì chịu tải nặng, lớp bọc bảo vệ và lấp đầy các khoảng trống trong xây dựng. Tuy nhiên, rất ít công nghệ được thực hiện để quản lý khi nó được xử lý, ngoài việc đốt, tạo ra lượng khí thải carbon cao do thành phần của chúng. Phương pháp của chúng tôi cung cấp cho giấy kraft một hợp đồng thuê khác, đưa nó vào nhu cầu ngày càng tăng đối với nhiều thiết bị như xe điện và điện thoại thông minh, không chỉ giúp cắt giảm lượng khí thải carbon mà còn giảm bớt sự phụ thuộc vào những phương pháp khai thác và công nghiệp nặng”.

Để tạo ra cực dương carbon, nhóm nhà nghiên cứu NTU cắt laser một số tờ giấy kraft mỏng để tạo thành các dạng hình học mạng tinh thể khác nhau. Sau đó, giấy được nung nóng đến 1.200°C trong lò nung không có oxy, để chuyển đổi nó thành carbon, tạo thành cực dương. Nhóm NTU cho rằng độ bền vượt trội, tính linh hoạt và các đặc tính điện hóa của cực dương là do sự sắp xếp của sợi giấy.

Họ cho biết sự kết hợp giữa độ bền và độ bền cơ học được thể hiện bởi các cực dương do NTU sản xuất cho phép pin điện thoại, máy tính xách tay và ô tô chịu được cú sốc tốt hơn khi rơi và va chạm. Công nghệ pin lithium hiện tại dựa vào điện cực carbon bên trong dần dần bị nứt và vỡ vụn sau những cú sốc vật lý do bị rơi - đây là một trong những lý do chính khiến thời lượng pin ngắn dần theo thời gian.

Nhóm nhà nghiên cứu nói rằng cực dương của họ, cứng hơn các điện cực hiện tại được sử dụng trong pin, sẽ giúp giải quyết vấn đề này và kéo dài tuổi thọ pin trong nhiều mục đích sử dụng, từ hàng điện tử đến xe điện. Lim Guo Yao, đồng tác giả nghiên cứu và kỹ sư Trường Kỹ thuật Cơ khí & Hàng không vũ trụ NTU, giải thích: “Các cực dương của chúng tôi thể hiện sự kết hợp của nhiều điểm mạnh - chẳng hạn như độ bền, khả năng hấp thụ sốc, tính dẫn điện. Một số đặc tính cấu trúc và chức năng này chứng minh rằng cực dương làm từ giấy kraft của chúng tôi là giải pháp thay thế bền vững và có thể mở rộng cho các vật liệu carbon hiện tại, đồng thời sẽ tìm thấy giá trị kinh tế trong nhiều ứng dụng đa chức năng, cao cấp, đòi hỏi khắt khe - chẳng hạn như lĩnh vực pin cấu trúc non trẻ. Phương pháp của chúng tôi chuyển đổi một loại vật liệu phổ biến thành loại vật liệu khác cực kỳ bền và có nhu cầu cao. Chúng tôi hy vọng những cực dương của chúng tôi sẽ phục vụ nhu cầu ngày càng tăng nhanh chóng của thế giới về một loại vật liệu bền vững và xanh hơn cho pin”.

Nhấn mạnh tầm quan trọng của công việc do nhóm nghiên cứu NTU thực hiện, Giáo sư Juan Hinestroza,  Khoa Thiết kế lấy con người làm trung tâm Đại học Cornell (Mỹ) và người không tham gia nghiên cứu, bình luận: “Vì giấy kraft được sản xuất với số lượng rất lớn và được xử lý tương tự trên toàn thế giới, tôi tin phương pháp tiếp cận sáng tạo do nhóm nhà nghiên cứu NTU Singapore tiên phong có tiềm năng tác động lớn trên quy mô toàn cầu. Bất kỳ khám phá nào cho phép sử dụng chất thải làm nguyên liệu thô cho những sản phẩm có giá trị cao như điện cực, thực sự là một đóng góp to lớn. Tôi nghĩ công việc này có thể mở ra một con đường mới và thúc đẩy các nhà nghiên cứu khác tìm ra con đường chuyển đổi các chất nền dựa trên cellulose khác, chẳng hạn như hàng dệt may và vật liệu đóng gói, đang bị loại bỏ với số lượng lớn trên toàn cầu”.

Nhóm NTU sẽ tiến hành nghiên cứu sâu hơn để cải thiện khả năng lưu trữ năng lượng của vật liệu của họ và giảm thiểu năng lượng nhiệt cần thiết để chuyển đổi giấy thành carbon.

Diên San (Tổng hợp)

Các tin khác

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Là một trong những nơi tập trung nhiều khu, cụm công nghiệp ở phía Nam, thu hút hàng triệu người từ khắp nơi đổ về làm công nhân và lao động tự do nên TP Đồng Nai luôn là địa bàn mà các đối tượng tội phạm, đặc biệt là trộm cắp, cướp giật chọn làm nơi gây án. Đối tượng mà chúng nhắm đến thường là công nhân. Không để tình trạng này tiếp diễn, Ban Giám đốc Công an TP Đồng Nai đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự và Công an các xã, phường tăng cường nắm tình hình địa bàn, phối hợp tuần tra khép kín để kịp thời đấu tranh, triệt phá.

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.

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.