Thiết kế trạng thái rắn có thể một ngày nào đó mang lại nhiều quyền lực hơn trong tầm tay của chúng ta. ẢNH: SHUTTERSTOCK / DOLPHFYN

Sự đột phá này xuất phát từ một đội ngũ kỹ sư do John Goodenough, đồng tác giả của pin lithium-ion sử dụng để cấp điện cho mọi thứ từ điện thoại thông minh sang điện dành cho xe hơi. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học Năng lượng và Môi trường vào tháng 12 vừa qua và công bố bởi Đại học Texas tuần trước cho thấy: Một thiết kế pin ở trạng thái "rắn" (solid-state) trong tương lai có thể sẽ tăng gấp ba lần năng lượng và sạc nhanh hơn pin ngày nay.

Pin solid-state vẫn đang trong giai đoạn phát triển, trao đổi một trong những bộ phận thiết yếu của thiết bị điện lithium-ion hiện nay - chất lỏng electrolytes - cho các bộ phận thủy tinh. Các chất điện phân thủy tinh có thể chứa nhiều năng lượng hơn và ổn định hơn nhiều vì chúng ngăn cản sự hình thành các dendrite - các kim loại phát triển qua lớp chất lỏng và gây ra các mạch ngắn cũng như các vụ nổ.

Các nhà nghiên cứu cho biết các chất điện phân thủy tinh cũng có thể cho phép trao đổi lithium với natri, điều này sẽ là lựa chọn rẻ hơn và thân thiện với môi trường vì nó có thể được chiết xuất từ nước biển. Những loại pin này sẽ không chỉ mạnh mẽ hơn những gì chúng ta có ngày hôm nay mà chúng cũng sẽ tiết kiệm hơn.

Nhóm nghiên cứu của MIT đã khảo sát chất liệu sulfide để tìm hiểu thêm về các tính chất cơ học của nó. Ảnh: MIT

Pin ở trạng thái rắn này cũng có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, xuống đến -4 độ Fahrenheit. Đây có thể là một bước đột phá lớn cho pin xe, rõ ràng là phải làm việc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Bước đột phá này nghe có vẻ thú vị - nhưng nó vẫn có thể là một chặng đường dài khi đến gần với chiếc iPhone quen thuộc. Đây chỉ là nghiên cứu sơ bộ, tương tự như các thiết kế trạng thái rắn khác mà chúng ta đã thấy trong quá khứ, do đó không có thời gian chắc chắn cho đến khi pin có thể được áp dụng vào thực tế nếu có.

Pin lithium-ion trong điện thoại của bạn có một lượng chất lỏng bên trong.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ làm việc với các nhà sản xuất pin để biến thiết kế của họ thành hiện thực.