Các nhà khoa học lần đầu tạo ra loại pin mới, giúp robot có thể tích trữ năng lượng lâu dài như chất béo của con người

Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Michigan, Mỹ mới đây đã tạo ra loại pin nhân tạo cho phép robot có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn, giống như cách con người lưu trữ chất béo trong cơ thể.

Ý tưởng đằng sau việc tạo ra loại pin nhân tạo cho robot bắt nguồn từ cách dự trữ năng lượng của nhiều loài sinh vật sống, trong đó có con người. Khi bắt tay nghiên cứu, nhóm phát triển đã nhận ra rằng, hóa ra loại pin mới cũng có thể chứa nhiều năng lượng hơn so với pin lithium-ion.

Nicholas Kotov, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Michigan cho biết: “Thiết kế robot thường bị hạn chế vì pin của chúng thường chiếm khoảng 20% hoặc hơn thế trong không gian linh kiện lắp ráp cho robot. Nói cách khác, nó chiếm một tỷ lệ khá lớn trong trong lượng của một con robot”.

Đây rõ ràng là vấn đề lớn và ảnh hưởng không nhỏ đến năng suất của robot. Nhưng theo ý tưởng của nhóm nghiên cứu, họ sẽ sử dụng loại pin kẽm mới để làm tăng mật độ năng lượng.

Mingqiang Wang, một thành viên trong nhóm nghiên cứu cho biết: “ Chúng tôi ước rằng robot sẽ có công suất điện cao hơn gấp 72 lần nếu chúng sử dụng pin kẽm thay cho một viên pin lithium-ion trong cơ thể”.

Ngoài ra loại pin kẽm mới cũng linh hoạt hơn về vị trí gắn trên cơ thể robot, đồng thời phục vụ cho nhiều chức năng khác nhau cùng lúc.

Ahmet Emre, một nghiên cứu sinh về kỹ thuật y sinh chia sẻ: “Pin có thể kiêm nhiệm vụ kép như lưu trữ điện tích và bảo vệ các cơ quan trong cơ thể robot. Điều này rất giống với tính đa năng của các mô mỡ chuyên dự trữ năng lượng trong cơ thể sinh vật sống”.

Kotov nhấn mạnh: “Chúng ta không có một túi chất béo nào. Nó sẽ thật cồng kềnh và tốn rất nhiều năng lượng để chuyển hóa. Do đó việc lưu trữ năng lượng phân tán theo cơ chế sinh học là cách để tạo ra các thiết bị sinh học đạt hiệu quả cao”.

Pin truyền các ion hydroxit giữa hai điện cực kẽm và không khí qua một màng phủ “sợi nano aramid” đặc biệt. Những vật liệu này thường thấy trong áo khoác Kevlar và gel polyme gốc nước. Chúng phần lớn không độc hại. Điều đó có nghĩa là so với pin lithium-ion, pin kẽm mới thân thiện với môi trường hơn nhiều.

Nhưng hiện tại hạn chế của loại pin kẽm mới là nó chỉ có thể duy trì công suất cao trong khoảng 100 chu kỳ sạc, kém xa so với chu kỳ sạc lên tới cả ngàn lần của pin lithium-ion. May mắn thay theo các nhà nghiên cứu, chi phí thay thế pin kẽm khá rẻ và chúng có thể dễ dàng tái chế hơn.