Lo lắng về phạm vi hoạt động là một trong những rào cản lớn nhất đối với việc sử dụng xe điện, phần lớn là do mất nhiều thời gian để sạc lại. Nhưng một phương pháp mới có thể cung cấp cho pin đủ nước để di chuyển 200 dặm chỉ trong hơn 10 phút.
Công nghệ pin là rào cản lớn nhất đối với việc sử dụng rộng rãi xe điện, bởi vì các thiết bị ngày nay cung cấp phạm vi hoạt động trên mỗi pound ít hơn so với xăng và mất nhiều thời gian hơn để tiếp nhiên liệu. Mặc dù đây không phải là vấn đề đối với việc lái xe hàng ngày, nhưng nó khiến những chuyến đi đường dài trở nên khó khăn hơn, có thể khiến bạnut tắt người mua mới.
Phản ứng từ các nhà sản xuất ô tô là lắp nhiều pin hơn vào xe của họ, nhưng điều này có những nhược điểm rõ ràng. Nó làm những chiếc ô tô đắt hơn nhiều và tăng thêm trọng lượng mà sau đó cần phải được vận chuyển xung quanh. Nó cũng thúc đẩy nhu cầu đối với các nguyên liệu thô cần thiết để sản xuất pin Lithium-ion, những loại pin có chuỗi cung ứng ngày càng trở nên căng thẳng.
Nhưng các nhà nghiên cứu tại Đại học Bang Pennsylvania và một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại trường đã đưa ra một giải pháp tiềm năng cho vấn đề này. Họ đã phát hiện ra rằng bằng cách thêm một chút nhiệt, họ có thể sạc pin nhanh hơn rất nhiều, điều này có thể làm giảm lo lắng về phạm vi hoạt động và cho phép các nhà sản xuất ô tô giảm kích thước của bộ pin trong xe của họ.
"Các loại pin nhỏ hơn, sạc nhanh hơn sẽ cắt giảm đáng kể chi phí pin và việc sử dụng các nguyên liệu thô quan trọng như coban, than chì và lithium, cho phép áp dụng đại trà ô tô điện giá cả phải chăng,” trưởng nhóm nghiên cứu Chao-Yang Wang từ Penn State cho biết trong một thông cáo báo chí.
Không có gì bí mật khi nhiệt độ cao hơn có thể giúp pin sạc nhanh hơn. Chúng có bản chất hóa học và việc làm nóng chúng có thể tăng tốc các phản ứng liên quan đến việc nạp và xả chúng. Nhưng chúng cũng có thể bị hỏng nếu quá nóng và việc giữ chúng luôn ở nhiệt độ phù hợp đã được chứng minh là rất khó.
Hầu hết các nỗ lực cho đến nay đều dựa vào các hệ thống sưởi ấm và làm mát bên ngoài, nhưng những hệ thống này tăng thêm khối lượng lớn và cũng có xu hướng sử dụng hết. một lượng năng lượng đáng kể cho bản thân. Sự đổi mới của các nhà nghiên cứu, được phác thảo trong một bài báo gần đây Thiên nhiên, là thêm một thành phần bổ sung vào pin: một tấm lá niken chỉ dày vài micromet giữa các điện cực xếp chồng lên nhau của mỗi tế bào.
Tấm siêu mỏng này được sử dụng như một bộ phận làm nóng và khi có dòng điện chạy qua nó, tế bào sẽ nóng lên tới 149° F trong khoảng một phút. Nhiệt độ này được duy trì thông qua quá trình sạc, nhưng tế bào sau đó nhanh chóng nguội trở lại nhiệt độ phòng ngay khi ngắt dòng điện.
Khi họ thử nghiệm phương pháp của mình, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng họ có thể sạc pin 265 watt giờ lên 70% trong 11 phút. Họ cũng chỉ ra rằng việc làm nóng pin không nghiêm trọng. ahoàn hảo của nó tuổi thọ, vì nó tồn tại qua 2,000 chu kỳ sạc, sẽ cung cấp đủ năng lượng để lái tổng cộng hơn 500,000 dặm.
Mặc dù vẫn sẽ mất một số công việc để biến nguyên mẫu này thành thứ mà các nhà sản xuất ô tô thực sự có thể sử dụng, nhưng công nghệ này đã được thương mại hóa thông qua một công ty có tên là Tập đoàn điện lực EC. INếu họ thành công, nó có thể định hình lại đáng kể cách chế tạo xe điện trong tương lai.
Một chiếc xe điện tầm xa điển hình ngày nay đi kèm với bộ pin 120 kilowatt giờ, mất một giờ để sạc lại. Quần quèis công nghệ sạc nhanh có thể thay thế điều này bằng pin một nửa kích thước sạc chỉ trong 10 phút, trong khi vẫn duy trì thời gian di chuyển rất giống nhau trên những hành trình dài.
Xem xét chi phí của một chiếc xe điện là bao nhiêu đến cho đến pin, điều này có thể đưa ra một giải pháp hấp dẫn cho cả nhà sản xuất ô tô và khách hàng của họ. Nếu các nhà nghiên cứu có thể đưa công nghệ sạc nhanh của họ ra thị trường, thì nó có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc đưa xe điện trở thành xu hướng chủ đạo.
Ảnh: Tom Radetzki on Unsplash
