Phát minh pin “thần kỳ” mới giúp khám phá sao Hỏa dễ dàng hơn

Phát minh pin thần kỳ mới giúp khám phá sao Hỏa dễ dàng hơn. Ảnh: @NASA.

Các nhà khoa học điện khí hóa đến từ Viện vật liệu nano Clemson (CNI) vừa tạo ra một loại pin nhẹ hơn, sạc nhanh hơn, phù hợp để cung cấp năng lượng cho bộ đồ không gian, hoặc thậm chí là tàu thám hiểm sao Hỏa trong tương lai.

Theo đó, nghiên cứu này do các tác giả gồm Shailendra Chiluwal, Nawraj Sapkota, Apparao M. Rao và Ramakrishna Podila, tất cả đều thuộc Viện vật liệu nano Clemson (CNI) chung tay thực hiện dưới sự tài trợ của NASA.

Podila, một giáo sư cho biết, loại pin mới mang tính cách mạng này có thể sớm được sử dụng trong các vệ tinh của Mỹ.

Phát minh pin "thần kỳ" mới giúp khám phá sao Hỏa dễ dàng hơn - pin sao hoa 3
Một bản đồ nguyên tố mặt cắt ngang cho thấy cấu trúc hiển vi của điện cực trong các hạt nano silicon. Ảnh: @Đại học Clemson.

Podila nói: “Hầu hết các vệ tinh chủ yếu lấy năng lượng từ mặt trời. Nhưng các vệ tinh phải có khả năng tích trữ năng lượng khi chúng ở trong bóng tối của Trái đất. Chúng ta phải làm cho loại pin càng nhẹ càng tốt, bởi vì vệ tinh càng nặng thì sứ mệnh càng tốn kém chi phí, nhiên liệu rất nhiều”.

Podila củng khẳng định rằng, để hiểu được những bước đột phá của nhóm, bạn có thể hình dung như thế này, cực dương graphit trong pin lithium-ion như một bộ bài, trong đó mỗi quân bài đại diện cho một lớp graphit được sử dụng để lưu trữ điện tích. Nhưng Podila khẳng định, vấn đề là lớp vật liệu này không thể lưu trữ nhiều điện tích.

Vì vậy, nhóm Clemson đã chọn làm việc với nano silicon, chất này có thể tích điện nhiều hơn, có nghĩa là có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trong các tế bào nhẹ hơn. Trong khi các nhà khoa học từ lâu đã đánh giá cao khả năng lưu trữ điện của silicon, nhưng vật liệu này bị vỡ thành nhiều mảnh nhỏ hơn khi nó tích điện và phóng điện.

Vì vậy, giải pháp mà nhóm nghiên cứu đưa ra liên quan đến việc sử dụng các hạt ‘nano’ silicon cực nhỏ, giúp tăng độ ổn định và cung cấp vòng đời dài hơn. Thay vì dùng một lớp phân cực “bộ bài” làm bằng than chì, pin mới sử dụng các lớp vật liệu ống nano carbon được gọi là Buckypaper, với các hạt nano silicon được kẹp ở giữa, Podila nói.

“Các tấm ống nano carbon giữ cho các hạt nano silicon kết nối điện tích với nhau. Những ống nano này tạo thành một cấu trúc gần như ba chiều, giữ các hạt nano silicon liên kết lại bền vững lại với nhau ngay cả sau 500 chu kỳ, và giảm thiểu điện trở do các hạt nano bị phá vỡ”.

Phát minh pin "thần kỳ" mới giúp khám phá sao Hỏa dễ dàng hơn - pin sao hoa 2
Ảnh: @Đại học Clemson.

Việc sử dụng pin làm từ silicon và các vật liệu nano khác không chỉ giúp tăng dung lượng lưu trữ pin, mà còn cho phép việc sạc pin có hiệu suất cao hơn, dẫn đến thời gian sạc nhanh với tốc độ nhanh hơn bốn lần so với hiện tại.

Rao, giám đốc CNI và điều tra viên chính của NASA cho biết: “Silicon làm cực dương trong pin lithium-ion đại diện cho lớp phân cực “thần kỳ”, và loại pin mới này cũng sẽ sớm được đưa vào xe điện.

“Mục tiêu tiếp theo của chúng tôi là hợp tác với các đối tác công nghiệp để đưa công nghệ dựa trên phòng thí nghiệm này ra thị trường”, Podila cho biết.

Công trình này với tiêu đề: “Cực dương silicon ba chiều khuếch tán nhanh, công suất cao, và vòng đời dài” được phép chấp thuận phát hành vào ngày 8/7 và vừa được đăng tải trên Tạp chí Vật liệu & Ứng dụng ACS (Mỹ) vào ngày 31/8/2020.

Theo Techxplore

Có thể bạn quan tâm
Robot đo dấu hiệu sinh tồn bệnh nhân Covid-19 mà không cần tiếp xúc

Hệ thống robot mới này được điều khiển bằng một thiết bị cầm tay, giúp bác sỹ theo dõi triệu chứng của bệnh nhân Covid-19 mà không cần đi vào phòng.

Xiaomi sẽ ra mắt smartphone với camera dưới màn hình thế hệ thứ 3

Dựa trên giải pháp sắp xếp điểm ảnh hoàn toàn mới, camera ẩn dưới màn hình thế hệ thứ 3 của Xiaomi cũng áp dụng thiết kế vi mạch đặc biệt để ẩn nhiều thành phần hơn.

Cổng dữ liệu quốc gia chính thức khởi động

Ngày 31/8, Bộ Thông tin và Truyền thông đã chính thức tổ chức Lễ khởi động Cổng dữ liệu quốc gia.

Netflix tiếp tục bị tuýt còi vì phim có nội dung vi phạm chủ quyền Việt Nam

Cục Phát thanh, truyền hình và thông tin điện tử (Bộ TT-TT) đã lần thứ hai gửi văn bản yêu cầu Công ty Netflix tuân thủ quy định pháp luật khi cung cấp dịch vụ truyền hình tại Việt Nam.

Expert Challenge 2020 chính thức mở đăng ký

Ban tổ chức cuộc thi Intel Expert Challenge đã chính thức mở cổng đăng ký cho các thí sinh của vòng loại VGS và các thí sinh tự do khác từ ngày 30/8/2020.

OnePlus ra mắt 2 mẫu, độc quyền tại TGDĐ, bán ra 800 máy trong 20 phút

OnePlus chính thức có mặt tại thị trường Việt Nam thông qua buổi ra mắt hai sản phẩm OnePlus 8 Pro 5G và OnePlus Nord 5G, bán độc quyền tại Thế Giới Di Động.

Top 10 quốc gia có tốc độ tải xuống mạng 5G cao nhất

Kể từ đầu năm ngoái, chúng ta đã thấy mạng 5G bắt đầu được thương mại hóa, với các tính năng ưu việt hơn cả mạng 4G. Tuy nhiên, tốc độ mạng 5G ở mỗi quốc gia là khác nhau vì nhiều lý do khách quan. Bài viết này xem xét Top 10 quốc gia có tốc độ tải xuống mạng 5G cao nhất, do trang Opensignal thống kê, thực hiện nghiên cứu.

Công nghệ ô tô cải tiến mạnh mẽ theo cách NASA mở đường

Công nghệ vũ trụ do NASA phát triển đã và đang được áp dụng vào lĩnh vực công nghệ ô tô, mang lại một cuộc cách mạng nâng cấp công nghệ xe hơi đạt mức đỉnh cao nhất, bắt kịp với thời đại. Và dưới đây là 4 cải tiến về ô tô do NASA mở đường.

Khóa học Machine Learning trực tuyến đầu tiên dành cho học sinh, sinh viên

Khóa học về Machine Learning (Học máy – một nhánh của công nghệ AI) trên nền tảng trực tuyến với hình thức Bootcamp trong 10 tuần của VietAI dành cho học sinh THPT và sinh viên sẽ bắt đầu từ 31/8.

Đẹp khó cưỡng với loạt laptop ROG dành cho game thủ và nhà sáng tạo

Tối ngày 27/8 tại sự kiện trực tuyến RISE BEYOND do ASUS Republic of Gamers (ROG) tổ chức, loạt sản phẩm máy tính xách tay chơi game trang bị Intel® Core™ thế hệ 10, keo tản nhiệt kim loại lỏng, màn hình tần số quét cao, cùng nhiều công nghệ tiên tiến khác đã được trình làng dành cho các game thủ và nhà sáng tạo nội dung.