Tiêm hóa chất giúp "hồi sinh" pin cũ

Các nhà khoa học phát triển phương pháp giúp khôi phục đáng kể dung lượng gốc của pin sau khi xuống cấp do trải qua nhiều chu kỳ sạc-xả.

Hiện nay, pin lithium-ion là loại pin sạc phổ biến nhất, cung cấp năng lượng cho các phương tiện và vật dụng hàng ngày như xe điện, laptop, smartphone. Nhưng theo thời gian, chúng mất dần khả năng tích điện, trở nên kém hiệu quả và giảm độ tin cậy. Nguyên nhân là chúng mất đi các hạt tích điện, hay ion, giúp lưu trữ và giải phóng năng lượng bên trong pin.

Pin lithium dùng cho ôtô điện. (Ảnh: South_agency/iStock)

Nhóm chuyên gia tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển trung tâm Toyota tại Nhật Bản tìm ra cách bổ sung những ion này và khôi phục đáng kể dung lượng gốc của pin, Interesting Engineering hôm 10/3 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Joule.

Cụ thể, họ tiêm một chất đặc biệt gọi là thuốc thử phục hồi vào pin. Chất này kích hoạt phản ứng hóa học tạo ra nhiều electron và ion lithium hơn. Đây là hai loại hạt tích điện giúp pin lưu trữ năng lượng. Nhờ bổ sung các hạt này, nhóm nghiên cứu có thể đảo ngược quá trình xuống cấp của pin và phục hồi 80% dung lượng ban đầu. Pin được khôi phục có thể duy trì hiệu suất trong 100 chu kỳ sạc - xả.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm phương pháp mới trên nhiều loại pin lớn nhỏ khác nhau, bao gồm cả pin dùng cho ôtô. "Hiệu quả đã được xác minh không chỉ với pin cỡ nhỏ trong phòng thí nghiệm mà còn với pin lớn dùng cho ôtô", Nobuhiro Ogihara, nhà khoa học chính của nghiên cứu, cho biết.

Phương pháp mới có thể kéo dài tuổi thọ của pin lithium-ion, cho phép chúng được tái sử dụng trong xe điện hoặc thiết bị khác thay vì bị vứt bỏ hoặc trải qua quá trình tháo rời và tái chế phức tạp. Điều này giúp tiết kiệm chi phí, tài nguyên, đồng thời bảo vệ môi trường vì pin lithium-ion chứa những kim loại quý hiếm như cobalt và nickel, thường được khai thác theo cách không bền vững.

Tuy nhiên, phương pháp mới không dùng cho mọi loại pin xuống cấp mà chỉ hiệu quả với pin mất ion do sạc xả nhiều lần, không phải với pin hỏng cấu trúc hoặc gặp các dạng xuống cấp khác. Ngoài ra, cần có một phương pháp chẩn đoán chính xác trạng thái pin để quyết định xem chúng có phù hợp với việc tiêm hóa chất hay không.

Theo Jacqueline Edge, chuyên gia nghiên cứu quá trình pin xuống cấp tại Đại học Hoàng gia London, cần có những nghiên cứu dài hạn để hiểu thêm về tác dụng phụ tiềm ẩn cũng như độ an toàn của việc tiêm hóa chất vào pin. Nhóm nghiên cứu đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phương pháp mới, thu hút được sự quan tâm và tiền tài trợ từ một số công ty và cơ quan chính phủ.