THỤY ĐIỂN – Sử dụng các điện cực ở dạng lỏng, các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping (Linköping University) đã phát triển một loại pin có thể tồn tại ở bất kỳ hình dạng nào.
Loại pin mềm và dễ uốn cong này có thể được tích hợp vào công nghệ tương lai theo một cách hoàn toàn mới. Nghiên cứu của các nhà khoa học đã được công bố trên tạp chí Science Advances.
Ông Aiman Rahmanudin, trợ lý giáo sư tại Đại học Linköping, đã nói rằng: “Kết cấu hơi giống kem đánh răng. Ví dụ, vật liệu này có thể được sử dụng trong máy in 3D để định hình pin theo ý muốn. Điều này sẽ mở ra một loại công nghệ mới”.
Ước tính rằng hơn một nghìn tỷ tiện ích sẽ được kết nối với internet trong 10 năm tới. Ngoài công nghệ truyền thống như điện thoại di động, đồng hồ thông minh và máy tính, điều này có thể bao gồm các thiết bị y tế đeo được như máy bơm insulin, máy tạo nhịp tim, máy trợ thính và nhiều cảm biến theo dõi sức khỏe khác, và về lâu dài còn có cả robot mềm, vải điện tử và thiết bị cấy ghép thần kinh được kết nối.
Nếu tất cả những tiện ích này muốn hoạt động theo cách không gây cản trở cho khách hàng thì cần phải phát triển các loại pin mới.
Ông Aiman nói tiếp: “Pin là thành phần lớn nhất của tất cả các thiết bị điện tử. Ngày nay, chúng rắn chắc và khá cồng kềnh. Nhưng với pin mềm và dễ uốn nắn, không có giới hạn thiết kế nào. Nó có thể được tích hợp vào thiết bị điện tử theo một cách hoàn toàn khác và phù hợp với khách hàng”.
Mềm mại và dễ uốn nắn Cùng với các đồng nghiệp tại Phòng thí nghiệm Điện tử hữu cơ (LOE – Laboratory of Organic Electronics), ông đã phát triển một loại pin mềm và dễ uốn. Chìa khóa là một cách tiếp cận mới – chuyển đổi các điện cực từ dạng rắn sang dạng lỏng.
Những nỗ lực trước đây nhằm sản xuất pin mềm và có thể kéo giãn được dựa trên các loại chức năng cơ học khác nhau, chẳng hạn như vật liệu composite cao su có thể kéo giãn hoặc các kết nối trượt vào nhau.
Nhưng điều này không giải quyết được cốt lõi của vấn đề – pin lớn có dung lượng cao hơn, nhưng có nhiều vật liệu hoạt động hơn có nghĩa là điện cực dày hơn và do đó độ cứng cao hơn.
Ông Aiman Rahmanudin, đã nói rằng: “Chúng tôi đã giải quyết được vấn đề đó và là những người đầu tiên chứng minh rằng năng lực không phụ thuộc vào độ cứng”.
Điện cực lỏng đã được thử nghiệm trong quá khứ nhưng không có thành công lớn nào. Vào thời điểm đó, kim loại lỏng như gali đã được sử dụng. Nhưng sau đó vật liệu này chỉ có thể hoạt động như một cực dương và có nguy cơ bị đông đặc trong quá trình sạc và xả – mất đi bản chất lỏng của nó. Ngoài ra, nhiều loại pin co giãn được sản xuất trước đây đã sử dụng các vật liệu hiếm, có tác động lớn đến môi trường khi khai thác và chế biến.
Polyme và lignin Các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping đã tạo ra loại pin mềm dựa trên chất liệu nhựa dẫn điện (polyme liên hợp) và lignin, một sản phẩm phụ từ sản xuất giấy. Pin có thể được sạc và xả hơn 500 lần và vẫn duy trì hiệu suất của nó. Nó cũng có thể được kéo dài gấp đôi chiều dài và vẫn hoạt động tốt.
Ông Mohsen Mohammadi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm LOE và là một trong những tác giả chính của bài viết được công bố trên tạp chí Science Advances, đã nói rằng: “Vì vật liệu trong pin là polyme liên hợp và lignin nên nguyên liệu thô rất dồi dào. Bằng cách tái chế một sản phẩm phụ như lignin thành một mặt hàng có giá trị cao như vật liệu pin, chúng tôi góp phần tạo nên một mô hình tuần hoàn hơn. Vì vậy, đây là một giải pháp thay thế bền vững”.
Bước tiếp theo là cố gắng tăng điện áp trong pin. Theo ông Aiman Rahmanudin, hiện tại có một số hạn chế mà họ cần khắc phục.
Ông Aiman chia sẻ: “Pin không hoàn hảo. Chúng tôi đã chứng minh rằng giải pháp này hoạt động nhưng hiệu suất cần được cải thiện. Điện áp hiện tại là 0,9 vôn. Vì vậy, chúng tôi sẽ xem xét sử dụng các hợp chất hóa học khác để tăng điện áp. Một lựa chọn mà chúng tôi đang khám phá là sử dụng kẽm hoặc mangan, hai kim loại phổ biến trong lớp vỏ Trái đất”.
Để xem các tin bài khác về “Pin”, vui lòng nhấn vào đây.
Nguồn: Electronics Online
Lưu ý:
Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau: 1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video) 2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn 3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề. 4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net
