Nhật Bản nghiên cứu được nguyên liệu thay thế cobalt trong sản xuất pin

Pin lithium-ion sử dụng nguyên liệu thay thế có "mật độ năng lượng" cao hơn đồng nghĩa rằng pin có tuổi thọ dài hơn. Ảnh: Electrochemical

Cobalt được sử dụng trong các điện cực – cực dương và cực âm của pin mà các ion lithium chảy giữa để dẫn năng lượng – của pin lithium-ion. Tuy nhiên, đây là kim loại hiếm, giá thành cao và gây nguy cơ ô nhiễm môi trường cao khi sử dụng. Vì vậy, các nhà nghiên cứu tập trung tìm cách giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu sử dụng cobalt trong pin lithium-ion.

Theo nghiên cứu mới công bố, nguyên liệu thay thế mới được tạo thành nhờ sự kết hợp lithium, nickel, manganese, silicon và oxygen. Các nhà nghiên cứu cho biết những nguyên tố này "phổ biến và ít vấn đề trong khâu sản xuất và xử lý hơn nhiều" (so với cobalt). Pin sử dụng nguyên liệu thay thế cũng có chất lượng cao hơn so với pin chế tạo bằng cobalt dựa trên một số tiêu chí.

Theo đó, pin lithium-ion sử dụng nguyên liệu thay thế có "mật độ năng lượng" cao hơn đồng nghĩa rằng pin có tuổi thọ dài hơn.

Nghiên cứu cũng chỉ ra pin sử dụng nguyên liệu thay thế có thể sạc đầy và sử dụng hơn 1.000 lần mà chỉ tiêu hao khoảng 20% dung lượng, tức là vẫn giữ được 80% dung lượng so với công suất ban đầu. Giải pháp mới cũng loại bỏ những hạn chế về điện áp hoạt động của pin lithium-ion và mở rộng hướng phát triển pin trong tương lai.

Nhà khoa học Atsuo Yamada, trưởng nhóm nghiên cứu từ Đại học Tokyo, nhấn mạnh việc loại bỏ cobalt trong các loại pin sẽ mang đến những tác động ý nghĩa về môi trường, kinh tế, xã hội và công nghệ.

Chuyên gia này khẳng định giải pháp mới của nhóm nghiên cứu vẫn còn có thể đi xa hơn nữa trong mục tiêu cải thiện độ an toàn và tuổi thọ của pin.

Hiện nay, nhóm nhà khoa học trên tự tin rằng nghiên cứu này sẽ giúp mở đường chế tạo các loại pin tiên tiến, có thể được ứng dụng trong những lĩnh vực đòi hỏi pin bền và tuổi thọ cao hơn mà chưa được đáp ứng./.