Mới đây, các nhà khoa học đã tìm ra giải pháp để tích hợp hóa chất có khả năng dập lửa vào bên trong các loại pin thông thường, xua tan nỗi lo về việc cháy nổ thiết bị điện tử vốn đã ám ảnh người tiêu dùng trong một thời gian dài.
Hiện nay, dù công nghệ pin có phát triển và an toàn thế nào đi nữa thì nguy cơ cháy nổ vẫn luôn tiềm ẩn và có thể bất ngờ bùng phát khi thiết bị của người dùng chưa trải qua quá trình kiểm tra toàn diện hay được sử dụng không đúng cách. Thế nhưng, công nghệ mới này sẽ hứa hẹn giải quyết triệt để những rủi ro ấy.
Theo nghiên cứu của đội ngũ đến từ Đại học Tokyo, Nhật Bản, những viên pin trong tương lai sẽ được thiết kế với kích thước lớn và mạnh mẽ hơn để có thể sử dụng cho điện thoại, ô tô hay thậm chí là cả một căn hộ.
Ở thời điểm hiện tại, pin Li-on (Lithium-ion) là loại pin phổ biến nhất thế giới và được dùng trong rất nhiều dòng thiết bị, bao gồm điện thoại và ô tô chạy bằng điện.
Bên cạnh đó, pin sodium-ion cũng hứa hẹn sẽ là một công nghệ phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới. Điểm chung giữa hai loại pin này là đều sử dụng các chất điện phân hữu cơ để dẫn điện.
Những chất điện phân hữu cơ ấy đều có khả năng hỗ trợ điện áp cao, nhưng đồng thời cũng mang lại những mối lo ngại về cháy nổ đến từ muối Liti và dung môi. Chính vì thế, các nghiên cứu mới đây đã tập trung vào vấn đề điều chỉnh và thay đổi hỗn hợp hóa học của chúng.
Cụ thể, nhóm nghiên cứu cho biết: “Giải pháp tối ưu nhất để khắc phục nguy cơ cháy nổ pin là sử dụng các chất điện phân không bắt lửa. Tuy nhiên, điều này sẽ gây ảnh hưởng đến hiệu năng hoạt động của pin”.
Pin Li-on được sử dụng rộng rãi cho nhiều thiết bị ở thời điểm hiện tại.
Họ đã tập trung vào việc sử dụng chất dung môi cháy chậm có tên Trimethyl Phosphate (TMP) kết hợp với chất điện phân trong pin để hạn chế khả năng cháy nổ.
Kết quả cho thấy pin có thể hoạt động ổn định với ít nhất 1000 chu kỳ sạc trong một năm mà không có dấu hiệu suy thoái đáng kể nào. Đây là một tín hiệu đáng mừng và có lẽ còn tốt hơn pin Li-on hiện nay.
Bên cạnh đó, họ cũng tăng nồng độ muối và giảm thiếu khả năng bay hơi của dung dịch điện phân, đảm bảo các anode (cực dương) của pin luôn duy trì điện thế cao. Đây là điều thường không xảy ra với chất dung môi không cháy như TMP.
Nhóm nghiên cứu giải thích: “Bằng cách sử dụng các chất điện phân cho pin Li-on và sodium-ion, chúng tôi đã chứng minh được phản ứng sạc có tính ổn định rất cao tại các cực dương làm bằng than chì hoặc carbon trong hơn một năm liên tục sử dụng.
Điều này sẽ giúp chúng tôi phát triển công nghệ pin an toàn và bền hơn trong tương lai”.
Theo thử nghiệm của họ, các dung dịch mới này có nhiệt độ bay hơi không đáng kể với mức 150°C. Điều này giúp pin không thể cháy nổ khi để trong túi, bất chấp nhiệt độ môi trường có cao đến cỡ nào.
Ngay cả khi điện thoại của người dùng có phát lửa đi nữa thì dung dịch TMP sẽ lập tức dập tắt nó và ngăn chặn phản ứng đánh lửa tại nguồn.
Trimethyl Phosphate chính là chìa khóa giải quyết vấn đề mà các nhà nghiên cứu sử dụng.
Các nhà khoa học đánh giá cách tiếp cận này là nhằm thiết kế cho các chất điện phân pin có thể mở rộng khả năng tương thích với các chất dung môi chống cháy/không cháy khác ngoài TMP. Nó cũng mở ra rất nhiều tiềm năng để nâng cao kích thước và hiệu năng của pin.
Giống như bất kỳ sáng kiến công nghệ pin nào khác, sẽ phải mất một thời gian dài trước khi giải pháp mới này chính thức áp dụng rộng rãi cho các sản phẩm trên thế giới.
Nhưng dù sao thành công bước đầu cũng đã mang lại những hi vọng mới và chứng tỏ các nhà nghiên cứu đã đi đúng hướng, tất cả chỉ đơn giản là nhờ điều chỉnh hỗn hợp hóa học của chất điện phân trong pin.
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu kết luận: “Giờ đây, chất điện phân không chỉ đơn thuần là một nhiên liệu nữa mà còn đóng vai trò của một bình chữa cháy khi có sự cố xảy ra”.
Theo ScienceAlert