Buzz
VOV.VN - Một mô hình toán học đột phá vừa được phát triển, có khả năng làm thay đổi cách thức hoạt động của pin lithium-ion, loại pin đang cung cấp năng lượng cho gần như tất cả các thiết bị điện tử hiện nay.
Khi toán học có thể mang đến những cải tiến cho pin sạc nhanh và bền bỉ hơn
Trải qua nhiều năm, việc cải tiến pin chủ yếu dựa vào phương pháp “thử và sai”, vừa tốn kém vừa tốn thời gian và hiệu quả không cao. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tin rằng họ đã tìm ra một phương pháp thông minh hơn: sử dụng toán học để dự đoán chính xác sự di chuyển của các ion lithium trong pin.
Cụ thể, nhóm đã nghiên cứu hơn 50 sự kết hợp giữa điện cực và chất điện phân khác nhau, sau đó xây dựng một mô hình toán học dựa trên lý thuyết truyền ion–electron. Kết quả cho thấy mô hình mới có khả năng mô phỏng phản ứng điện hóa chính xác hơn rất nhiều so với công thức Butler–Volmer (BV), công thức đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ qua.
Đặc điểm nổi bật của thuật toán này là không yêu cầu các công ty phải thay đổi dây chuyền sản xuất của mình.
Điều này có nghĩa là các kỹ sư có thể thiết kế pin sạc nhanh hơn, bền bỉ hơn mà không cần phải thay đổi hoàn toàn cấu trúc hay quy trình sản xuất hiện có.
Giúp các nhà sản xuất pin điều chỉnh sản phẩm một cách dễ dàng hơn
Điểm nổi bật của nghiên cứu này là không cần áp dụng công nghệ sản xuất mới. Mô hình có thể trực tiếp được ứng dụng để điều chỉnh các loại pin hiện tại, cải thiện tốc độ sạc và giảm tình trạng suy giảm hiệu suất theo thời gian.
Một trong những nhà nghiên cứu cho biết: “Thay vì thử nghiệm hàng trăm mẫu pin khác nhau, giờ đây chúng tôi có thể dự đoán chính xác điều gì sẽ xảy ra trong pin chỉ bằng một công thức duy nhất.”
Mặc dù mô hình của MIT chưa ngay lập tức tạo ra một cuộc cách mạng trong công nghệ pin, nhưng giới chuyên gia cho rằng đây là bước tiến quan trọng hướng đến các loại pin sạc siêu nhanh, bền lâu và an toàn hơn. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành năng lượng hiện nay, rất có thể “công thức MIT” sẽ sớm trở thành công cụ chuẩn mực trong thiết kế pin – từ điện thoại thông minh, máy tính xách tay cho đến xe điện.
