Công nghệ pin mới, nhiều hơn 30 lần và sạc nhanh gấp 1.000 lần

Hồng Đến19:24 18/04/2013

Các nhà nghiên cứu của đại học Illinois đang phát triển một loại pin mới có dung lượng cao hơn 30 lần và sạc nhanh gấp 1.000 lần công nghệ pin hiện tại. Nếu có thể được ứng dụng sớm trong tương lai, công nghệ pin này có thể thay đổi hoàn toàn thế giới công nghệ. Ngày 16/4 vừa qua, giáo sư William King, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu này đã giới thiệu công nghệ này tại hội chợ Nature Communications .

Nhóm các nhà khoa học của đại học Illinois đã đạt được thành công trong cấu trúc mới giữa hai cực của công nghệ pin này. Thông thường, một cơ cấu pin bao gồm 2 cực: Cực dương 2 chiều rắn được tạo thành từ than chì và cực âm được tạo thành từ muối Lithium . Trong khi đó, công nghệ pin mới của đại học Illinois lại tạo ra các cực mới theo dạng xốp với những lỗ nhỏ nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa các cực và dung dịch tạo điều kiện để các phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn. Cực dương của loại pin này cũng có 3 chiều thay vì chỉ 2 chiều như pin thường. Từ đó, hiệu suất của loại pin này sẽ được gia tăng lên rất nhiều lần và bạn sẽ chỉ cần sạc điện thoại một lần mà có thể dùng được tới cả tuần.

Hiệu quả của công nghệ pin này là rất ấn tượng khi so sánh với công nghệ pin hiện tại. Các nhà nghiên cứu đang tìm cách hoàn thiện hơn công nghệ này để giảm giá thành sản xuất từ đó sớm ứng dụng vào các thiết bị di động vốn luôn ngốn rất nhiều pin. Hy vọng rằng loại pin mới của đại học Illinois có thể sớm xuất hiện trong vòng từ 1 đến 2 năm nữa.

Theo GenK

Video đang HOT

Tìm hiểu pin thiết bị di động

Dung lượng pin càng lớn, thời lượng sử dụng pin càng dài. Tuy vậy, thời lượng sử dụng pin thực tế của một thiết bị di động còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố - khiến những con số biểu thị dung lượng này chỉ mang ý nghĩa tương đối.

Trong hầu hết mọi thiết bị đi động, pin là một thành phần không thể thiếu, cung cấp năng lượng điện để các thiết bị này hoạt động. Hầu hết các thiết bị di động ngày nay đều sử dụng pin Lithium hay đôi khi còn được gọi là pin Li-ion.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

Các loại pin Lithium cơ bản cũng được cấu thành bởi 2 thành phần chính bên trong gồm một cặp điện cực và chất điện phân giữa 2 điện cực này. Vật liệu được dùng làm điện cực khá đa dạng, từ than chì, Lithium cho đến các sợi nano (nanowire); nhưng nhìn chung phổ biến nhất vẫn là Lithium vì thành phần kim loại này có khả năng điện hóa học cao. Tuy nhiên, trong tự nhiên, Lithium không có ở dạng đơn chất; và tương tự như các kim loại kiềm khác, nó rất dễ phản ứng với nước gây cháy. Vì vậy, để an toàn hơn cho người dùng, hầu hết pin đều sử dụng thành phần hỗn hợp Lithium và Coban làm điện cực. Chất điện phân sử dụng trong pin Lithium thường là những chất dung môi hữu cơ để các electron (điện tử) có thể di chuyển giữa 2 điện cực.

Hầu hết các thiết bị di động ngày nay đều sử dụng pin Lithium hay đôi khi còn được gọi là pin Li-ion. Ảnh: PCWorld.

Khi pin Lithium được sạc, các phần tử Lithium Coban oxit sẽ lưu giữ đầy các electron. Một khi người dùng sử dụng pin để cấp nguồn cho các thiết bị di động, các electron này sẽ được giải phóng sinh ra năng lượng điện nuôi thiết bị đó.

Ngày nay, sở dĩ pin Lithium trở nên phổ biến hơn trong các thiết bị di động chính vì khả năng lưu điện hiệu quả trong khi kích thước lại rất gọn nhẹ - hiệu quả hơn nhiều so với loại pin NiMH (nickel-metal hydride) hay pin NiCd (nickel cadmium) từng rất phổ biến trước đây. Nói cách khác, pin Lithium nhỏ và nhẹ hơn, nhưng có khả năng cung cấp năng lượng nhiều hơn các loại pin thông thường.

Dung lượng pin

Dung lượng pin được đo đạc và tính toán bằng đơn vị mAh (miliamper-hour). Con số biểu thị dung lượng pin có ý nghĩa thông báo cho người dùng biết lượng điện năng mà pin có thể sản sinh trong một khoảng thời gian xác định. Ví dụ, nếu dung lượng pin có giá trị là 1.000 mAh, pin có thể sản sinh ra một năng lượng điện ở mức 1.000 mA (miliamper) cho một giờ liền. Nếu thiết bị của người dùng chỉ cần một nguồn năng lượng ở mức 500 mA, lúc này thời lượng pin sẽ tăng lên đến 2 giờ sử dụng trước khi pin hoàn toàn cạn kiệt.

Tuy vậy, thời lượng sử dụng pin thực tế của một thiết bị di động còn tùy thuộc rất nhiều vào yếu tố - khiến những con số biểu thị dung lượng này chỉ mang ý nghĩa tương đối. Cụ thể, nếu màn hình thiết bị di động của bạn luôn mở với độ sáng cao, sóng vô tuyến liên tục được tuyền và nhận và bộ xử lý phải hoạt động hết công suất, lẽ đương nhiên là năng lượng pin hơn sẽ tiêu tốn nhiều hơn khi sử dụng bình thường.

Các hãng sản xuất thiết bị di động cũng hiểu rõ điều này và họ thường chọn giải pháp giảm độ sáng màn hình hay tinh chỉnh một vài thành phần nào đó trong thiết bị di động của mình. Nhưng nếu vẫn cảm thấy nhức nhối với việc hao tốn pin khi sử dụng, bạn có thể chọn những ứng dụng quản lý pin của hãng thứ 3 như Battery Monitor Widget (Android) hay Battery Life Pro (iOS).

Tuy có nhiều ưu điểm hơn các loại pin sạc khác, nhưng pin Lithium lại có nhược điểm là dễ cháy nổ khi dòng điện ra vào quá nhanh. Chính vì điều này mà việc sạc pin cần phải được kiểm soát nghiêm ngặt. Các nhà sản xuất pin đã tích hợp thêm vào bộ sạc pin một mạch điều khiển nhằm kiểm soát cường độ dòng điện đưa vào pin tương ứng với từng mức dung lượng cụ thể khi sạc. Bên cạnh đó, mỗi viên pin cũng sẽ được đóng gói thêm một mạch xử lý nhỏ nhằm ngăn chặn tình trạng xả sạc quá nhanh hay khi dung lượng pin xuống thấp quá mức quy định. Mạch này còn có tác dụng điều hòa dòng điện đi vào pin trong suốt quá trình sạc, hạ thấp cường độ dòng điện vào pin khi dung lượng pin gần đầy để tránh tình trạng sạc quá tải.

Để hiểu rõ hơn về cơ chế hoạt động này, bạn có thể quan sát biểu đồ bên dưới mô tả quá trình sạc pin của chiếc smartphone Samsung Galaxy Note do một nhóm thử nghiệm viên của PCWorld Mỹ thực hiện.

Từ những dữ liệu hiển thị trên biểu đồ này, có thể thấy rõ điện áp vào pin luôn ở mức cao nhất khi mới bắt đầu quá trình sạc (các đỉnh nhọn của biểu đồ). Càng về sau, thời gian sạc pin càng lâu hơn do mạch điều khiển hạ mức điện áp đầu vào để bảo vệ pin không bị sạc quá tải.

Các công nghệ pin tương lai

Ngày nay, công nghệ chế tạo pin vẫn không ngừng phát triển. Các phòng nghiên cứu trên khắp thế giới vẫn đang ngày đêm hoạt động để tìm ra một công nghệ mới thay thế cho pin Lithium hiện tại. Một trong số các công nghệ mới đang được nghiên cứu này đã hướng đến việc sử dụng các siêu tụ điện tương tự như các loại đèn flash máy ảnh. Tuy các siêu tụ điện này có thời gian sạc tốc độ, nhưng hiện tại, các loại pin này vẫn có thời lượng sử dụng khá thấp nên vẫn chưa thật phù hợp cho nhu cầu sử dụng di động.

Pin nhiên liệu Nectar. Ảnh: PCWorld.

Trong tương lai, có thể các loại pin nhiên liệu sử dụng hydrogen để sản sinh ra năng lượng điện sẽ sớm xuất hiện trên các thiết bị di động. Trong triển lãm CES hồi đầu năm, Nectar đã công bố một loại pin nhiên liệu giá chỉ 10 USD nhưng có thời lượng sử dụng lên đến 2 tuần. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của pin nhiên liệu vẫn là kích thước khá cồng kềnh, nên vẫn chưa thể hoàn toàn thay thế cho các loại pin Lithium hiện nay.

Các nhà khoa học tại Đại học Stanford University cũng đang nghiên cứu một loại pin mới sử dụng công nghệ nano mới có mật độ dòng điện cao gấp 5 lần pin Lithium và tuổi thọ cũng được cải thiện hơn nhiều. Tuy nhiên, dự kiến phải vài năm nữa những mẫu pin công nghệ mới này mới được thương mại hóa.

Theo VNE

Bất ngờ với smartphone pin siêu khủng... 5.000 mAh Nguồn tin từ Trung Quốc cho biết công ty Shenzhen Ding Xuan đang chuẩn bị giới thiệu đến người dùng một smartphone màn hình 4,5 inch, trang bị viên pin lớn nhất từ trước đến nay có dung lượng lên đến 5.000 mAh. Hình ảnh rò rỉ của thiết bị này cho thấy một thiết kế khá mỏng, mang phong cách của các...

Bạn thấy bài viết này có hữu ích không?

Có

Không

Tin liên quan

Xem thêm Share

Xem nhiều

Hiện trường vụ 3 người trong một nhà bị sát hại ở Đắk Lắk01:14

Người gốc Việt nổ súng ngăn vụ cướp tiệm vàng ở California01:48

Chân dung nghi phạm 22 tuổi ám sát đồng minh của Tổng thống Mỹ Donald Trump03:08

Phó Tổng thống Mỹ khiêng quan tài của nhà hoạt động bị ám sát01:40

Thuý Kiều, Thuý Vân trở thành tân bác sĩ nội trú00:18

Yêu cô gái 1m2, chàng trai Thanh Hóa vượt 1.300km về ở rể và cái kết00:51

Vụ thảm án ở Đắk Lắk: Bé trai thoát chết nhờ trèo qua tường, trên người nhiều vết dao đâm08:05

Con gái Hoa hậu Thùy Lâm 12 tuổi cao vượt trội, nhan sắc có vượt mặt Lọ Lem?02:59

Lindo rời team châu Phi hậu Quang Linh gặp chuyện, nói 1 câu ai cũng xót xa02:57

Độ Mixi bị 'triệu tập' ngay trong đêm, 'thừa nhận' hành vi sử dụng 'chất cấm'02:27

Bí ẩn "vật thể lạ" trên Google Maps, nghi UFO ở Nam Cực, khiến thế giới sửng sốt02:33

Tiêu điểm

Tin đang nóng

Tin mới nhất

Những thách thức trong thương mại hóa 5G ở Việt Nam

21:01:15 12/09/2025

Dù đã triển khai tại nhiều tỉnh thành và được xem là nền tảng cho kinh tế số, chặng đường thương mại hóa 5G tại Việt Nam vẫn còn nhiều thách thức về chi phí, ứng dụng, an ninh mạng và nhân lực.

Ra mắt nền tảng AI hợp nhất 'Make in Viet Nam'

20:04:56 12/09/2025

Người dùng có thể dễ dàng so sánh, lựa chọn kết quả giữa nhiều mô hình AI, tận dụng khả năng tạo sinh hình ảnh và tri thức mới, qua đó nâng cao hiệu quả sáng tạo, quản trị và năng suất cho tổ chức, doanh nghiệp, hộ kinh doanh và gia đìn...

ShinyHunters và các vụ tấn công mạng đánh cắp dữ liệu gây chấn động

20:02:44 12/09/2025

Google Threat Intelligence Group là bộ phận của Google chuyên nghiên cứu, phân tích và cung cấp thông tin tình báo về các mối đe dọa an ninh mạng trên toàn cầu. Nhiệm vụ chính của Google Threat Intelligence Group:

17 cách biến ChatGPT thành trợ lý miễn phí

11:17:16 12/09/2025

Muốn ChatGPT trả lời đúng ý, nhanh và chất lượng hơn? Bí quyết nằm ở cách viết câu lệnh (prompt). Dưới đây là 17 nguyên tắc vàng giúp người dùng Việt khai thác AI thông minh và hiệu quả.

Bạn đã khai thác hết tiềm năng của dữ liệu bán lẻ?

10:25:52 12/09/2025

Để triển khai thành công RMN cần có các chuỗi hoạt động tích hợp và chia sẻ dữ liệu trong các hệ thống nội bộ. Các cơ hội tốt nhất và có nhiều rủi ro nhất nằm trong quá trình mở rộng tiềm năng hợp tác với các doanh nghiệp đối tác.

Samsung ra mắt trợ lý Vision AI tại IFA 2025

16:36:33 11/09/2025

Điểm khác biệt của trợ lý Vision AI chính là khả năng trả lời câu hỏi và yêu cầu bằng các phản hồi trực quan, thông minh từ nhiều AI agent, chỉ với thao tác nhấn nút AI trên điều khiển từ xa.

Ngân hàng và dịch vụ tài chính dẫn đầu về ứng dụng AI và GenAI

16:33:01 11/09/2025

Bất chấp thách thức, doanh nghiệp xem GenAI là một sự đầu tư xứng đáng và là động lực thúc đẩy việc vận hành hiệu quả hơn, tạo ra các mô hình kinh doanh mới.

OpenAI ký thỏa thuận điện toán đám mây lịch sử trị giá 300 tỷ USD với Oracle

16:29:00 11/09/2025

Động thái này trùng thời điểm OpenAI tham gia dự án Stargate, trong đó OpenAI, SoftBank và Oracle cam kết đầu tư 500 tỷ USD xây dựng trung tâm dữ liệu tại Mỹ trong 4 năm tới.

"Xanh hóa" AI: Nhiệm vụ cấp bách cho Đông Nam Á

10:21:58 11/09/2025

Một giải pháp là thiết kế AI thông minh hơn, tinh gọn hơn, bằng cách xây dựng các ứng dụng mang lại kết quả tương tự nhưng với khối lượng xử lý tính toán ít hơn, qua đó giảm nhu cầu về cả hạ tầng và năng lượng.

Nền tảng du lịch trực tuyến chạy đua ứng phó sự trỗi dậy của tác nhân AI

10:18:27 11/09/2025

Đối thủ Expedia cũmh tích hợp các mô hình của OpenAI trong cùng năm và đang triển khai hệ thống tác nhân Operator của công ty này. Operator có khả năng tự động thực hiện các tác vụ trên trình duyệt web theo yêu cầu của người dùng.

NVIDIA và ADI bắt tay thúc đẩy kỷ nguyên robot thông minh

16:12:05 10/09/2025

Song song đó, xu hướng chuyển dịch sang sản xuất thông minh và tự động hóa trong các ngành điện tử, ô tô, logistics sẽ tạo điều kiện để robot hình người tham gia sâu hơn, hỗ trợ thao tác tinh vi và các khâu lặp đi lặp lại với độ chính x...

Cần Thơ sẽ có Trung tâm UAV - Robot phục vụ nông nghiệp thông minh

16:08:46 10/09/2025

Ông Trần Kim Chung, Chủ tịch Tập đoàn CT Group khẳng định, doanh nghiệp sẵn sàng đồng hành trong phát triển công nghệ UAV - Robot, từng bước đưa Việt Nam trở thành trung tâm nông nghiệp thông minh của thế giới.