Buzz
Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nỗ lực hàng ngày để tìm ra cách thay thế cho ắc quy lithium-ion trên xe điện.
Ắc quy lithium-ion trên xe điện hiện nay có thể là giải pháp hiệu quả hơn ắc quy axit-chì trên các mẫu xe điện đời đầu ra mắt đầu những năm 2010. Tuy nhiên, trang bị này vẫn còn nhiều hạn chế. Khai thác nguyên liệu thô khó khăn, kim loại quý hiếm và đắt đỏ, không ổn định khi bị tác động vật lý hoặc hóa chất phân hủy lâu (như polypropylene có thể mất hàng trăm đến hàng nghìn năm để phân hủy tự nhiên)... là một số ví dụ.
Tất cả các xe điện hiện đại đều sử dụng ắc quy lithium-ion do mật độ năng lượng, kích thước và khả năng giữ năng lượng tốt hơn so với ắc quy axit-chì cũ, nhưng trang bị này vẫn có nhược điểm. Ảnh: Hyundai
Không ít nhà khoa học trên toàn cầu, cũng không chỉ các nhà sản xuất ô tô, đang nghiên cứu giải pháp thay thế cho ắc quy lithium-ion, hoặc ít nhất là lithium bên trong.
Theo tạp chí khoa học Matter, giải pháp mới nhất đến từ... hải sản, cụ thể là các loài động vật giáp xác như tôm, cua...
Để hiểu rõ hơn về giải pháp thay thế này, trước hết cần hiểu một chút về cách hoạt động của ắc quy điện. Ở dạng đơn giản nhất, ắc quy bao gồm một cực dương, một cực âm và một lớp điện phân nằm giữa hai cực. Khi ắc quy được sạc hoặc phóng điện, phản ứng oxy hóa xảy ra khi ion dương di chuyển từ cực dương qua lớp điện phân đến cực âm.
Trong việc thiết kế ắc quy cho xe điện, việc giảm trọng lượng và kích thước là cực kỳ quan trọng. Nhiều giải pháp ắc quy điện có thể phù hợp với các ngành công nghiệp khác nhưng không thích hợp cho xe hơi - Ảnh: Hyundai
Vấn đề với ắc quy điện đến từ lớp điện phân, có độc hại và khó phân hủy, cùng với khả năng ăn mòn mạnh và dễ gây cháy.
Giải pháp mới đến từ động vật giáp xác được gọi là Chitosan - một vật liệu sinh học chứa nhiều kitin có trong vỏ bọc của chúng có thể được sử dụng như chất điện phân.
Ưu điểm của lớp điện phân làm từ Chitosan là chúng có thể phân hủy tự nhiên chỉ trong khoảng 5 tháng, và không gây hại cho môi trường.
Nguồn gốc của Chitosan dễ dàng kiếm được từ vỏ tôm, cua được thu thập từ phế thải hải sản. Ngoài ra, vật liệu đi kèm với lớp điện phân có thể sử dụng kẽm thay vì chì, hoặc gần đây là lithium - một chất dễ tái chế và dễ kiếm hơn rất nhiều.
Do đó, một ắc quy sử dụng Chitosan và kẽm sẽ giải quyết hiệu quả cả hai vấn đề về môi trường và chi phí. Một điểm mạnh khác của ắc quy loại này là khả năng giữ lại 99,7% dung lượng sau 1.000 chu kỳ sạc và xả, so với khoảng 70 - 75% như thường thấy trên ắc quy kẽm thông thường, và ngang bằng ắc quy lithium-ion.
Vấn đề duy nhất khiến các nhà khoa học gặp khó khăn khi áp dụng giải pháp mới này là kích thước và trọng lượng. Ngay cả với những ưu điểm nêu trên, việc kích thước của ắc quy có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba cũng khiến cho trang bị này trở nên không khả thi trên ô tô, đặc biệt là khi yêu cầu về trọng lượng và kích thước của xe càng ngày càng cần phải nhỏ gọn.
