0
0
0
0
Trong số những xu hướng mới của thời đại ngày nay, việc sản xuất và tiêu dùng các thiết bị công nghệ hạn chế gây ô nhiễm môi trường luôn được quan tâm hàng đầu. Trong đó, đáng chú ý nhất là sự phát triển của công nghệ xe điện. Thị trường toàn cầu trong những năm gần đây ghi nhận những con số đáng kể về số lượng tiêu thụ xe điện. Đây là dấu hiệu khả thi cho những công ty sản xuất xe điện tiên phong trên thế giới. Bên cạnh việc sản xuất xe điện, bài toán về bộ sạc xe cũng ngày càng được giải đáp với cách tiện ích hơn. Mới đây, các chuyên gia ở Đức đã hợp tác phát triển loại pin lithium-carbon mới giúp sạc xe điện nhanh chóng hơn.
Mục Lục
Phát triển loại pin sạc xe điện nhanh
Các chuyên gia đang phát triển loại pin lithium-carbon mới giúp xe điện sạc lại nhanh chóng. Đồng thời đem đến một số lợi ích môi trường.
Công ty Đức Mahle hợp tác với nhà sản xuất pin Allotrope Energy để phát triển giải pháp sạc nhanh cho xe điện. Pin lithium-carbon mới của hai hãng này sẽ sử dụng các yếu tố của siêu tụ điện. Mục đích để mang lại thời gian sạc tương đương thời gian tiếp nhiên liệu cho xe chạy bằng động cơ đốt trong.
“Lo ngại về phạm vi hoạt động thường được coi là rào cản chính đối với việc sử dụng xe điện. Tuy nhiên, nếu pin có thể sạc nhanh như việc tiếp nhiên liệu cho xe động cơ đốt trong truyền thống. Thì phần lớn nỗi lo đó sẽ biến mất”, tiến sĩ Mike Bassett cho biết.
Mahle và Allotrope Energy muốn phát triển một loại pin lithium-carbon nhỏ giá rẻ. Nó dành cho xe máy moped điện với thời gian dừng lại sạc ngắn nhất có thể. Loại pin mới sẽ sử dụng cực anode trong pin lithium-ion truyền thống. Và kết hợp với cực cathode dùng trong siêu tụ điện, chia tách bởi một chất điện phân hữu cơ. Theo nhóm phát triển, phương pháp này sẽ mang lại mật độ năng lượng và khả năng sạc vượt trội mà siêu tụ điện cung cấp. Kết hợp với mật độ năng lượng lớn của pin lithium. Từ đó tạo ra pin lithium-carbon có tốc độ sạc cực nhanh.
Công nghệ Pin lithium-carbon
Công nghệ Lithium-Carbon của Allotrope Energy và MAHLE Powertrain hợp tác kết hợp những lợi ích của siêu tụ điện và pin Lithium-ion truyền thống để tạo ra một tế bào (cell). Từ đó pin có thể được sạc lại cực nhanh mà vẫn giữ được mật độ năng lượng cao. Công nghệ tế bào pin này có một cực dương kiểu pin high-rate. Cực âm kiểu tụ điện hai lớp (EDLC) dung lượng cao. Chúng được ngăn cách bằng chất điện phân hữu cơ.
Kết quả là một tế bào pin không bị ảnh hưởng bởi sự suy giảm nhiệt như các loại pin dựa trên lithium truyền thống. Tính ổn định của nó, ngay cả ở nhiệt độ cao. Và cho phép tạo ra dòng điện cao và sạc lại nhanh chóng. Nó cũng không đòi hỏi phải kèm theo hệ thống làm mát bên ngoài phức tạp. Thậm chí là hệ thống quản lý pin phức tạp.
Ngoài ra, cực âm kiểu tụ điện của nó lại cho phép tuổi thọ hơn 100.000 chu kỳ. Nó lớn hơn rất nhiều lần so với pin thông thường. Trong khi đó việc loại bỏ kim loại đất hiếm và khả năng tái chế hoàn toàn làm cho nó trở nên tốt hơn với môi trường. Ngay cả trong quá trình sản xuất và vòng đời lâu dài sau đó.
Những ưu điểm của loại pin mới
Theo phân tích được thực hiện trên một dịch vụ đồ ăn nhanh mô phỏng với bán kính 25 km. Khi sử dụng pin 500 Wh thông thường, xe moped điện sẽ phải tạt vào lề đường giữa ca làm việc. Và phải dành 30 phút để sạc lại. Nhóm nghiên cứu cho biết, loại pin mới có thể cho phép những chiếc xe này sạc trong 90 giây.
“Với sự phát triển của nền kinh tế theo yêu cầu, việc sử dụng xe máy moped chạy bằng xăng để vận chuyển trong thành phố. Ví dụ như giao đồ ăn, cũng tăng nhanh. Điều này góp phần gây ra những vấn đề về chất lượng không khí đô thị. Rất khó để giảm carbon trong những chuyến vận chuyển này. Mà không dự trữ những bộ pin có thể thay thế đắt đỏ. Hoặc chuyển sang loại xe điện lớn hơn, nặng hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn”, Bassett nói.
Pin lithium-carbon của Mahle và Allotrope Energy không sử dụng kim loại đất hiếm và có thể tái chế hoàn toàn. Chúng mang lại một số lợi ích cho môi trường. Nhóm nghiên cứu cũng khẳng định loại pin mới sẽ không dễ bị thoát nhiệt (thermal runaway). Đây là hiện tượng có thể khiến pin trở nên quá nóng và bị phá hủy.
