Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) vừa công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu pin natri-ion. Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Jeung Ku Kang thuộc Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của KAIST dẫn đầu đã phát triển thành công loại vật liệu cực dương và cực âm mới, cho phép sạc nhanh pin natri-ion trong khi vẫn duy trì mật độ năng lượng cao.
Công nghệ pin natri-ion đang nhận được sự quan tâm đặc biệt từ giới khoa học bởi tính sẵn có của natri so với lithium – thành phần chính trong pin sạc hiện nay. Theo ước tính, hàm lượng natri dồi dào hơn lithium gần 1.000 lần, mở ra tiềm năng to lớn cho việc phát triển pin natri-ion như một giải pháp tích trữ năng lượng thay thế.
Tuy nhiên, pin natri-ion hiện tại gặp phải một số hạn chế. Pin natri-ion (SIB) có khả năng tích trữ năng lượng tương đối cao nhưng tốc độ sạc lại chậm, trong khi tụ điện natri-ion (SIC) lại có tốc độ sạc nhanh nhưng khả năng tích trữ năng lượng thấp. Để khắc phục những nhược điểm này, giới chuyên gia đề xuất giải pháp kết hợp ưu điểm của cả SIB và SIC, tạo ra pin sạc lai natri-ion (SIHES) với khả năng tích trữ năng lượng cao và sạc nhanh đồng thời.
Thách thức lớn nhất trong việc phát triển SIHES là lựa chọn vật liệu phù hợp. Nhóm nghiên cứu của Giáo sư Kang đã vượt qua trở ngại này bằng cách phát triển loại vật liệu mới có khả năng ổn định chu trình nạp/xả và tăng tốc độ phản ứng. Kết quả là SIHES mới có thể sạc đầy chỉ trong vài giây, đồng thời đạt mật độ năng lượng ấn tượng 247 Wh/kg và mật độ công suất 34.748 W/kg, vượt trội so với pin lithium-ion trên thị trường hiện nay.
Giáo sư Kang nhấn mạnh rằng SIHES mới là “một bước đột phá vượt qua những hạn chế của hệ thống sạc hiện tại”. Ông tin rằng công nghệ này sẽ mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng, từ xe điện, điện tử thông minh cho đến công nghệ hàng không vũ trụ.