ANH – Một cuộc nghiên cứu được công bố trên tạp chí ACS Applied Materials & Interfaces, các nhà khoa học đã phát triển một cảm biến có thể phát hiện rò rỉ khí nguy hiểm trong pin lithium-ion.

Ông Liangdan Zhao, tác giả chính của cuộc nghiên cứu đã nói rằng: “Pin lithium-ion có ở khắp mọi nơi. Chúng cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ điện thoại thông minh, máy tính xách tay đến xe điện, ứng dụng quân sự, … Mặc dù chúng cung cấp mật độ năng lượng cao và tuổi thọ dài, nhưng chúng cũng đi kèm với rủi ro cao về tính an toàn”.

Khi các cell pin quá nóng hoặc bị hỏng, chất điện phân trong pin dễ bay hơi có thể được giải phóng và bắt lửa, gây ra hỏa hoạn hoặc nổ. Do đó cần phát triển các cảm biến khí, không chỉ có độ nhạy và chọn lọc cao mà còn có chi phí thấp, dễ tích hợp và tiết kiệm năng lượng.

Ông Liangdan nói tiếp: “Nghiên cứu của chúng tôi được thúc đẩy bởi vấn đề an toàn quan trọng này. Bằng cách tập trung vào việc phát hiện sớm rò rỉ chất điện phân, chúng tôi muốn đóng góp vào hệ thống quản lý pin an toàn hơn, có khả năng ngăn ngừa các sự cố và nâng cao độ tin cậy tổng thể của các công nghệ sử dụng pin lithium-ion”.

Phát hiện sớm rò rỉ khí gas
Cảm biến mới giúp phát hiện lượng nhỏ khí etylen cacbonat (EC) – một thành phần quan trọng của chất điện phân có trong pin lithium-ion – cho biết các lỗi tiềm ẩn của pin trước khi chúng gây hại.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển cảm biến khí có độ nhạy cao và hiệu quả về chi phí bằng cách sử dụng các khung hữu cơ cộng hóa trị (COF – covalent organic framework), các cấu trúc phân tử được thiết kế để phát hiện có chọn lọc các loại khí cụ thể. Đây là lần đầu tiên thiết kế được hướng dẫn bằng máy tính của cảm biến dự  a trên COF được sử dụng cụ thể để phát hiện khí EC.

Ông Liangdan chia sẻ: “Chúng tôi đã sàng lọc hàng trăm vật liệu tiềm năng bằng các phương pháp tính toán trước khi xác định COF-QA-4 là giải pháp tốt nhất. Nó rất nhạy và có tính chọn lọc, nhắm vào khí EC có hại trong khi bỏ qua các hơi khác. Cảm biến có thể phát hiện rò rỉ từ trước khi chúng trở nên nguy hại”.

Cảm biến đã cho thấy hiệu suất trong các cuộc thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, có khả năng phát hiện khí EC ở nồng độ thấp tới 1,15 phần triệu (ppm).

Tăng cường an toàn trong các ngành công nghiệp
Các nhà nghiên cứu cho biết tác động tiềm năng của cảm biến này vượt xa xe điện. Nó có thể được tích hợp vào hệ thống quản lý pin lithium-ion trên các thiết bị nhà thông minh và hệ thống an toàn công nghiệp, cung cấp cảnh báo thời gian thực về rò rỉ khí nguy hiểm và cung cấp hệ thống cảnh báo sớm có thể ngăn ngừa tai nạn.

Ông Liangdan đã nói rằng: “Bằng cách tích hợp cảm biến này vào các hệ thống hiện có, các nhà máy sản xuất có thể thực hiện các biện pháp chủ động để tránh các tình huống nguy hiểm. Điều này giúp đảm bảo an toàn và bảo vệ tài sản bằng cách phát hiện các lỗi tiềm ẩn trước khi rủi ro về pin lithium-ion xảy ra”.

Để xem các tin bài khác về “Pin Lithium-ion”, hãy nhấn vào đây. 

 

Nguồn: Electronics Online