Nghiên cứu mới hé lộ cơ chế lưu trữ lithium, có thể tăng công suất pin

Một nghiên cứu khoa học đã mô tả chi tiết cơ chế lưu trữ lithium trong một loại polymer dẫn điện mới có tên là PBFDO. Theo đó, vật liệu này đã đạt được công suất thuận nghịch là 230,4 mAh g−1. Quá trình hoạt động bắt đầu khi cực âm PBFDO, với mức n-doping khoảng 90%, được xả xuống 1,5 V thông qua việc hấp thụ ion lithium. Trong quá trình sạc tiếp theo, các ion lithium được giải phóng, đồng thời một nửa số proton cũng bị loại bỏ. Các proton còn lại được giữ lại bên trong vật liệu, giúp PBFDO duy trì trạng thái n-doped. Sau đó, vật liệu trải qua các phản ứng điện hóa thuận nghịch. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều phương pháp quang phổ như XPS, FTIR và Raman để xác minh các quá trình này ở những trạng thái sạc/xả khác nhau.

Phát hiện về vật liệu PBFDO này là một bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực khoa học vật liệu, đặc biệt là công nghệ pin. Công suất 230,4 mAh g−1 là một con số cạnh tranh, cho thấy tiềm năng tạo ra các loại pin có mật độ năng lượng cao hơn, nghĩa là pin sẽ nhỏ hơn, nhẹ hơn nhưng lưu trữ được nhiều điện hơn. Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể tác động trực tiếp đến các ngành công nghiệp chủ chốt như xe điện, thiết bị điện tử di động và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đây vẫn là nghiên cứu ở cấp độ phòng thí nghiệm. Việc chuyển đổi từ một khám phá khoa học sang một sản phẩm thương mại là một quá trình dài và tốn kém, đòi hỏi phải giải quyết các vấn đề về độ bền, sự ổn định trong nhiều chu kỳ sạc/xả, chi phí sản xuất và khả năng mở rộng quy mô. Cuộc đua toàn cầu về công nghệ pin vẫn đang rất khốc liệt, và những nghiên cứu cơ bản như thế này là nền tảng cho các đột phá trong tương lai.