Các nhà nghiên cứu ở Đại học Monash (Úc) đang bước tới việc thương mại hóa loại pin Lithium - lưu huỳnh có hiệu quả cao nhất thế giới, có thể còn vượt qua cả các nhà sản xuất hàng đầu thị trường hiện nay hơn bốn lần và cung cấp năng lượng cho thị trường toàn cầu khác trong tương lai.
Tiến sĩ Mahdokht Shaibani từ Khoa Cơ khí và Kỹ thuật vũ trụ, Đại học Monash dẫn đầu một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát triển được một loại pin Li-S có công suất cực lớn mà lại có hiệu suất tốt hơn và ít tác động đến môi trường hơn loại pin ion lithium hiện nay.
Nghiên cứu này đã được công bố trên Tạp chí Những Tiến bộ khoa học vào ngày 4-1, và là nghiên cứu đầu tiên về pin Li-S được đăng trên ấn phẩm quốc tế uy tín này.
Các nhà nghiên cũng đăng ký bằng sáng chế (PCT/AU 2019/051239) cho quá trình sản xuất của mình và các cục pin đầu tiên cũng đã được chế tạo thành công bởi các đối tác R&D, Viện Công nghệ Vật liệu và Chùm tia Fraunhofer của Đức. Một số nhà sản xuất pin lithium lớn nhất thế giới ở Trung Quốc và châu Âu đã bày tỏ sự quan tâm đến việc nâng cấp sản phẩm với các thử nghiệm thêm nữa ở Úc vào đầu năm 2020.
Phó giáo sư Matthew Hill, Tiến sĩ Mahdokht Shaibani và Giáo sư Mainak Majumder thuộc nhóm nghiên cứu phát triển pin Li-S thuộc Đại học Monash (Úc).
Giáo sư Mainak Majumder cho biết, những phát triển này là bước đột phá cho ngành công nghiệp Úc và có có thể thay đổi cách thức sản xuất điện thoại, máy tính và lưới điện mặt trời trong tương lai.
“Chế tạo và bổ sung thành công pin Li-S trên ô tô và lưới điện sẽ nắm được một phần quan trọng hơn trong chuỗi giá trị ước tính 213 tỷ USD thị trường lithium của Úc, và sẽ cách mạng hóa thị trường xe hơi Úc và cung cấp cho người dùng một thị trường năng lượng sạch hơn và đáng tin cậy hơn”, Giáo sư Majumder nói.
Nhóm nghiên cứu đã nhận được 2,5 triệu USD trong việc gây quỹ từ Chính phủ và các đối tác công nghiệp quốc tế để thử nghiệm công nghệ pin này trên ô-tô và lưới điện.
Sử dụng cùng các vật liệu trong pin ion lithium tiêu chuẩn, các nhà nghiên cứu đã tái cấu hình lại thiết kế của cực ca-tốt lưu huỳnh (điện cực tích điện âm) làm cho nó có thể chịu tải cao hơn mà không làm giảm công suất và hiệu suất tổng thể.
Lấy cảm hứng từ kiến trúc bắc cầu độc đáo được ghi nhận lần đầu tiên trong quá trình chế biến bột giặt vào những năm 1970, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một phương pháp tạo liên kết giữa các hạt để điều chỉnh ứng suất và mang lại mức độ ổn định chưa từng thấy trong bất kỳ loại pin nào.
Theo Phó giáo sư Matthew Hill, hiệu suất hấp dẫn, cùng với chi phí sản xuất thấp, nguồn cung cấp vật liệu dồi dào, dễ xử lý và giảm tác động đến môi trường khiến thiết kế pin mới này hấp dẫn cho các ứng dụng thực tế trong tương lai. Phương pháp này không chỉ ủng hộ cho các số liệu hiệu suất cao và vòng đời dài, mà còn từ việc sản xuất đơn giản và chi phí cực thấp, sử dụng các quy trình dựa trên nước và có thể giúp giảm đáng kể chất thải nguy hại cho môi trường.
