Pin lithium-ion, nhờ mật độ năng lượng cao, đang là lựa chọn hàng đầu cho xe điện, điện thoại thông minh và nhiều thiết bị sạc lại. Tuy nhiên, nguy cơ cháy nổ vẫn là một thách thức lớn, với những đám cháy dữ dội có thể kéo dài nhiều giờ, thải ra khói độc hại. Đã có trường hợp xe điện cháy pin cần tới 114.000 lít nước để dập tắt hoàn toàn. Để giải quyết vấn đề này, các kỹ sư không ngừng nỗ lực cải tiến thiết kế và vỏ pin, bao gồm tích hợp chất chữa cháy hoặc cảm biến thông minh.
Một nhóm nghiên cứu do nhà hóa học phân tử Ying Zhang từ Viện Hóa học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã phát triển một nguyên mẫu pin với cực âm tẩm polymer chống cháy. Trong thử nghiệm, họ so sánh nó với pin lithium tiêu chuẩn bằng cách tăng dần nhiệt độ.
Kết quả cho thấy cả hai thiết bị đều bắt đầu quá nhiệt khi vượt quá 100 độ C. Ở nhiệt độ này, polymer chuyên dụng trong cực âm của pin mới bắt đầu phân hủy, giải phóng các gốc ức chế lửa, ngăn chặn sự tích tụ khí dễ cháy. Trong khi đó, ở mức nhiệt trên 120 độ C, pin tiêu chuẩn phát nổ trong vòng 13 phút, với ngọn lửa đạt tới 1.000 độ C. Ngược lại, pin nguyên mẫu chỉ đạt nhiệt độ tối đa 220 độ C mà không bốc cháy. Nghiên cứu này, được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, cho thấy thiết kế mới có tiềm năng ngăn chặn nhiều vụ cháy pin bằng cách chặn đứng ngọn lửa từ sớm.
Một hướng tiếp cận khác là tích hợp cảm biến thông minh vào pin. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Surrey, Anh, đã phát triển cảm biến có khả năng phát hiện các trục trặc nguy hiểm bên trong pin lithium-ion trước khi chúng gây cháy nổ.
Điểm khác biệt của cảm biến này là nó được đặt trực tiếp bên trong pin, thay vì bên ngoài như các cảm biến hiện tại, giúp giám sát nhiệt độ, áp suất và thay đổi hóa học trong thời gian thực. Nhờ đó, nó có thể cung cấp cảnh báo sớm, thậm chí kích hoạt tính năng dập lửa tích hợp. Theo Tiến sĩ Kai Yang, giảng viên vật liệu năng lượng và công nghệ nano tại Đại học Surrey, cảm biến này được tích hợp vào các thành phần chính của pin, như bộ thu dòng và tấm ngăn, để cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác từ bên trong.
Giáo sư Ravi Silva, giám đốc Viện Công nghệ Tiên tiến tại Đại học Surrey, nhấn mạnh tầm quan trọng của công nghệ này trong bối cảnh Anh dự kiến cấm bán xe xăng và diesel mới từ năm 2035. Ông cho rằng cảm biến pin là yếu tố then chốt để cải thiện an toàn và độ bền vững của xe điện mà không làm giảm hiệu suất.
Được thiết kế để dễ dàng mở rộng quy mô, chi phí thấp và tương thích với quy trình sản xuất pin hiện có, công nghệ cảm biến thông minh này hứa hẹn mở ra một tương lai an toàn và đáng tin cậy hơn cho xe điện, vận tải, hàng không và lưu trữ năng lượng. Hiện tại, Đại học Surrey đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho công nghệ này và đang tìm kiếm đối tác để hợp tác phát triển và ứng dụng.
Admin
Nguồn: VnExpress
