Don Jong Un
Chúa tể đa cấp
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping, Thụy điển, đã phát triển một loại pin có độ đặc tương tự như kem đánh răng – và có thể uốn nắn ra bất kỳ hình dạng nào. Nhờ tính linh hoạt, pin có thể được tích hợp theo những cách hoàn toàn mới vào công nghệ tương lai.
Với dự kiến sẽ có hơn một nghìn tỷ thiết bị được kết nối trong vòng 10 năm tới, từ điện thoại di động và đồng hồ thông minh đến các thiết bị y tế như máy trợ thính, nhu cầu về những giải pháp pin linh hoạt và thích nghi cao là vô cùng cấp thiết. Về lâu dài, những công nghệ như vải dệt điện tử, robot mềm và các cấy ghép thần kinh cũng sẽ cần đến những loại pin mới này.
Loại pin mới được phát triển không chỉ mềm dẻo mà còn dễ tạo hình, giúp phá vỡ giới hạn thiết kế truyền thống. “Pin là bộ phận lớn nhất và cứng nhắc nhất trong các thiết bị điện tử. Với pin mềm, chúng tôi có thể thiết kế thiết bị theo cách hoàn toàn khác, phù hợp hơn với người dùng,” ông Aiman Rahmanudin, trợ lý giảng viên cao cấp tại Đại học Linköping chia sẻ.
Điện cực dạng lỏng
Cốt lõi của công nghệ mới nằm ở việc chuyển đổi điện cực từ dạng rắn sang dạng lỏng — một hướng đi từng được thử nghiệm nhưng chưa hiệu quả trong quá khứ. Trước đây, các nỗ lực sản xuất pin mềm chủ yếu dựa vào vật liệu đàn hồi như cao su, nhưng điều đó không giải quyết được vấn đề về độ cứng của các điện cực dung lượng cao.
”Chúng tôi đã giải quyết được vấn đề đó và là người đầu tiên chứng minh rằng công suất không phụ thuộc vào độ cứng,” Aiman Rahmanudin nói.
Loại pin mới có thể được in 3D và thiết kế theo hình dạng mong muốn nhờ độ đặc giống như kem đánh răng, mở ra cánh cửa cho một thế hệ thiết bị mới.
Pin có thể sạc được hơn 500 lần
Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping, pin mềm được chế tạo bằng nhựa dẫn điện và lignin, một sản phẩm thải ra từ quá trình sản xuất giấy. Pin có thể sạc hơn 500 lần mà vẫn duy trì được hiệu suất, đồng thời có thể kéo dài gấp đôi mà vẫn hoạt động tốt.
”Vật liệu trong pin là polyme liên hợp và lignin, cả hai đều có nguồn nguyên liệu thô dồi dào. Việc tái sử dụng lignin góp phần tạo nên một mô hình tuần hoàn và bền vững hơn.” Mohsen Mohammadi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Linköping, cho biết.
Vẫn còn nhiều việc phải làm
Tuy nhiên, hiện nay loại pin mới của các nhà nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế.
Dù tiềm năng rất lớn, loại pin này vẫn đang trong giai đoạn phát triển. “Chúng tôi đã chứng minh pin có thể hoạt động, nhưng hiệu suất vẫn cần cải thiện. Hiện tại, pin mới chỉ đạt điện áp 0,9 volt. Chúng tôi đang thử nghiệm các hợp chất hóa học khác, chẳng hạn như kẽm hoặc mangan, để tăng điện áp,” ông Rahmanudin cho biết.
Các nhà khoa học đã tìm được cách tạo ra một loại pin mềm dẻo có thể uốn nắn theo bất cứ hình dạng nào
Với dự kiến sẽ có hơn một nghìn tỷ thiết bị được kết nối trong vòng 10 năm tới, từ điện thoại di động và đồng hồ thông minh đến các thiết bị y tế như máy trợ thính, nhu cầu về những giải pháp pin linh hoạt và thích nghi cao là vô cùng cấp thiết. Về lâu dài, những công nghệ như vải dệt điện tử, robot mềm và các cấy ghép thần kinh cũng sẽ cần đến những loại pin mới này.
Loại pin mới được phát triển không chỉ mềm dẻo mà còn dễ tạo hình, giúp phá vỡ giới hạn thiết kế truyền thống. “Pin là bộ phận lớn nhất và cứng nhắc nhất trong các thiết bị điện tử. Với pin mềm, chúng tôi có thể thiết kế thiết bị theo cách hoàn toàn khác, phù hợp hơn với người dùng,” ông Aiman Rahmanudin, trợ lý giảng viên cao cấp tại Đại học Linköping chia sẻ.
Điện cực dạng lỏng
Cốt lõi của công nghệ mới nằm ở việc chuyển đổi điện cực từ dạng rắn sang dạng lỏng — một hướng đi từng được thử nghiệm nhưng chưa hiệu quả trong quá khứ. Trước đây, các nỗ lực sản xuất pin mềm chủ yếu dựa vào vật liệu đàn hồi như cao su, nhưng điều đó không giải quyết được vấn đề về độ cứng của các điện cực dung lượng cao.
”Chúng tôi đã giải quyết được vấn đề đó và là người đầu tiên chứng minh rằng công suất không phụ thuộc vào độ cứng,” Aiman Rahmanudin nói.
Loại pin mới có thể được in 3D và thiết kế theo hình dạng mong muốn nhờ độ đặc giống như kem đánh răng, mở ra cánh cửa cho một thế hệ thiết bị mới.
Pin có thể sạc được hơn 500 lần
Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping, pin mềm được chế tạo bằng nhựa dẫn điện và lignin, một sản phẩm thải ra từ quá trình sản xuất giấy. Pin có thể sạc hơn 500 lần mà vẫn duy trì được hiệu suất, đồng thời có thể kéo dài gấp đôi mà vẫn hoạt động tốt.
”Vật liệu trong pin là polyme liên hợp và lignin, cả hai đều có nguồn nguyên liệu thô dồi dào. Việc tái sử dụng lignin góp phần tạo nên một mô hình tuần hoàn và bền vững hơn.” Mohsen Mohammadi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Linköping, cho biết.
Vẫn còn nhiều việc phải làm
Tuy nhiên, hiện nay loại pin mới của các nhà nghiên cứu vẫn còn một số hạn chế.
Dù tiềm năng rất lớn, loại pin này vẫn đang trong giai đoạn phát triển. “Chúng tôi đã chứng minh pin có thể hoạt động, nhưng hiệu suất vẫn cần cải thiện. Hiện tại, pin mới chỉ đạt điện áp 0,9 volt. Chúng tôi đang thử nghiệm các hợp chất hóa học khác, chẳng hạn như kẽm hoặc mangan, để tăng điện áp,” ông Rahmanudin cho biết.
Các nhà khoa học đã tìm được cách tạo ra một loại pin mềm dẻo có thể uốn nắn theo bất cứ hình dạng nào
