Năm 2025, thế giới sẽ có ô tô điện sạc pin 5 phút nhưng đi làm được cả tuần
Pin là một phát minh quan trọng với lịch sử nhân loại, trong một cuộc sống hiện đại ngày nay bạn khó có thể loại bỏ những thiết bị sử dụng pin ra khỏi tầm mắt của mình. Bởi sự hiện diện đầy quan trong của nó với mỗi thiết bị, nên các vẫn đề về pin không phải là việc có thể xem nhẹ. Đặc biệt là sự phát triển của pin luôn mở ra nhiều cơ hội phát triển cho các thiết bị sử dụng nó.
Trong tất cả các sản phẩm sử dụng pin hiện nay, ô tô điện là phương tiện đi lại chưa thực sự phổ biến như những chiếc xe máy điện. Mặc dù đây là một sản phẩm góp phần rất lớn trong việc bảo vệ môi trường, tránh được lượng lớn khí thải đến từ những phương tiện giao thộng sử dụng nhiên liệu hoá thạch. Điều cản trở người dùng đến với những chiếc ô tô điện nhất là năng lượng cho xe.
Đối với những thị trường như Mỹ và châu Âu, nơi mà Tesla và những thương hiệu xe điện lớn có thể triển khai những trạm sạc trải rộng khắp lãnh thổ. Việc sở hữu một chiếc xe điện dường như dễ dàng hơn. Với phần còn lại của thế giới, điều này đòi hỏi rất nhiều tài nguyên mà không phải khu vực nào, công ty nào cũng dám mạo hiểm cho điều đó.
Ngay cả những khu vực, nơi có ô tô điện phát triển, việc phải dừng lại từ 30-45 phút cho một chuyến đi để sạc pin cho là điều không mấy dễ chịu. Nó thích hợp với những chuyến đi chơi, du lịch, nghỉ dưỡng, nơi người ta có thể vạch ra một lộ trình thăm thú nhất định và trong lúc đó thì họ để cho chiếc xe nghỉ ngơi và sạc pin trước khi sử dụng lại. Còn với những người sử dụng xe điện trong nhu cầu hàng ngày, đôi khi, trạm sạc thì gần nhưng bản thân họ lại không có thời gian để sạc. Bởi vậy, xe điện là một lựa chọn xa vời ở thời điểm hiện tại.
Cách đây không lâu, công ty StoreDot tại Israel đã phát triển thành công một loại pin lithium-ion có khả năng sạc siêu nhanh. Nó nhanh tới mức khi bạn sử dụng chúng cho hệ thống pin cho ô tô điện, nó chỉ cần 5 phút để sạc đầy pin cho xe. Bạn không nhìn nhầm đâu, đúng là 5 phút sạc cho một chiếc ô tô điện đấy. Tức là nó cũng chỉ ngang với thời gian bạn đổ đầy bình xăng hoặc dầu cho một chiếc xe hơi thông thường.
StoreDot đã ứng dụng công nghệ sản xuất pin sạc siêu nhanh này của mình thông qua những bản “demo” trên điện thoại, drone và xe máy điện. Với sự ấn tượng của loại pin này, các hãng như Daimler, BP, Samsung và TDK đều đầu tư vào StoreDot với tổng số tiền lên đến 130 triệu USD, một số vốn đủ lớn với sự kì vọng rất cao vào những phát minh mới về sạc pin. Thị trường pin cho ô tô điện cũng được StoreDot đưa vào tầm ngắm với mục tiêu trong năm 2025 sẽ mang đến những chiếc xe có thể chạy 160km cho một lần sạc chỉ tương đương thời gian đổ đầy một bình xăng. Tuy nhiên, mức dung lượng pin này vẫn còn kém so với những chiếc xe Vinfast vừa ra mắt trong thời gian qua.
Theo như StoreDot, thứ mà họ công bố ra thị trường là một sản phẩm đã được thử nghiệm ở diện rộng với các sản phẩm thực tế chứ không chỉ là một mẫu vật trong phòng thì nghiệm. Điều đó khẳng định một lần nữa tâm thế sẵn sàng của công ty cho các sản phẩm sử dụng pin sạc nhanh trên thị trường một khi thu được đầy đủ những phản hồi tích cực từ những bản thử nghiệm thực tế.
Những dòng Pin lithium-ion trên thị trường hiện đang sử dụng điện cực bằng than chì và các ion lithium được đẩy vào đó để lưu trữ điện tích. Khi sử dụng sạc có công suất cao, các ion di chuyển vào bên trong điện cực bị nghẽn lại do khả năng dẫn điện, những ion này khi bị tắc lại đủ nhiều thì sẽ tạo thành các mảnh vật chất có khả năng dẫn điện và gây ra hiện tượng đoản mạch bên trong lõi của pin. Trên lý thuyết thì chất liệu tạo nên điện cực là chìa khoá để nâng cao tốc độ sạc của những cục pin
Theo StoreDot, những cục pin mới của họ sử dụng điện cực là các nano bán dẫn giúp cho việc lưu thông của các ion bên trong pin được thuận lợi hơn. Trong thời điểm hiện tại thì StoreDot đang sử dụng chất bán dẫn Germanium một vật chất hiếm trên trái đất để tạo ra điện cực. Nó có thể được hoà tan trong nước và dễ dàng xử lý hơn trong quá trình sản xuất. Nhưng đó không phải mục tiêu cuối cùng của StoreDot. Họ đang phát triển và nghiên cứu cách sử dụng những vật chất bán dẫn có giá trị thấp hơn, phổ biến hơn như Silicon. Dự kiến, những cục pin với lõi nano silicon sẽ có nguyên mẫu vào cuối năm nay. Khi sản xuất các cục pin lithium-ion với lõi nano silicon, mức giá sẽ không khác gì một cục pin thông thường nhưng khả năng sạc cao gấp nhiều lần.
Hiện không chỉ StoreDot mà có vài công ty trên thế giới đang nghiên cứu sử dụng điện cực silicon thay thế cho than chì. Những cái tên tiêu biểu như Tesla, Enevate và Sila Nanotechnologies. Một số khác thì lại đang nghiên cứu một số hướng đi khác như Echion, công ty này đang sử dụng nano niobium oxide – một ô-xít kim loại, thay vì các chất bán dẫn.
EC Power, một công ty được sáng lập bởi giáo sư Vương Triều Dương – Trung tâm công nghệ lưu trữ năng lượng và pin tại Đại học Pennsylvania, cũng đang nghiên cứu về những cục pin sạc nhanh. Nhóm nghiên cứu của ông đã tăng nhiệt độ giới hạn của cục pin lên 60 độ C, điều này cho phép các ion lithium di chuyển nhanh hơn tới điện cực nhưng không gây hỏng pin. Tất nhiên, yếu tố an toàn vẫn luôn được đặt lên hàng đầu, không ai muốn ngồi lên một quả bom nổ chậm cả.
Thông thường thì một cục pin được sạc nhanh sẽ làm nóng pin và dẫn đến tuổi thọ của pin giảm đi. Nhưng theo ông Vương, pin sạc nhanh của EC Power có thể sạc được 2500 lần. Còn với StoreDot thì hãng này cũng tuyên bố rằng pin của hãng có thể thực hiện chu kì 1000 lần nhưng vẫn giữ được 80% dung lượng ban đầu.
Với tương lai của ngành lưu trữ năng lượng nói chung và pin sạc nói riêng, tốc độ sạc và dung lượng lưu trữ là hai cánh cửa mang đến sự tiện lợi tuyệt đối cho người dùng hiện đại. Trước mắt là những cục pin dành cho xe hơi, rộng hơn nữa là pin cho laptop, điện thoại, pin dự phòng, các thiết bị di động và các thiết bị tích điện khác. Tuy nhiên, chặng đường để đi đến thực tiễn từ những phát minh về pin vẫn còn rất dài. Ví dụ như pin của StoreDot đã được ứng dụng trên điện thoại với 1 phút sạc đầy từ năm 2015 nhưng đến bây giờ chúng ta vẫn mất cả tiếng đồng hồ để sạc điện thoại đó thôi.
