Hàng xóm Việt Nam có siêu pin hạt nhân nhỏ hơn đồng xu, 50 năm không cần sạc - Đại cục xe điện chấn động?

SIÊU PIN HẠT NHÂN BETAVOLT BV100

Trong thời đại xe điện cần phải phổ biến hơn để giảm khí thải nhà kính, phát triển công nghệ pin là một yêu cầu mang tính cấp bách. Tuy nhiên, cục diện ngành xe điện có thể thay đổi nếu như có một loại công nghệ gia tăng đáng kể thời gian sử dụng pin của xe. Một công nghệ mang tính đổi mới vừa được giới thiệu, nếu được phát triển đủ để sử dụng trên ô tô điện thì có thể tạo ra nhiều xáo trộn.

Cụ thể hơn, công ty khởi nghiệp BetaVolt của Trung Quốc mới đây ra tuyên bố đã phát triển thành công loại pin nguyên tử có khả năng tự cung cấp điện một cách ổn định trong khoảng thời gian lên đến 50 năm. Sản phẩm này dự kiến sẽ mang đến lợi ích không nhỏ cho một loạt các ngành công nghệ trên thế giới hiện nay, từ hàng không vũ trụ cho đến y tế, có thể giúp vận hành các thiết bị từ đơn giản đến robot mini.

Loại pin mới được giới thiệu của BetaVolt có tên là BV100, sử dụng công nghệ pin nguyên tử do BetaVolt phát triển, kết hợp hai thành tựu quan trọng là công nghệ đồng vị phóng xạ Niken-63 và mô-đun bán dẫn kim cương thế hệ thứ tư. Điều này giúp mở ra hướng đi mới trong sản xuất pin nguyên tử với chi phí thấp nhưng có tính ứng dụng cao.

Pin BV100 có kích thước dài x rộng x cao lần lượt là 15 x 15 x 5 (mm), nhỏ hơn nhiều so với đồng xu 5 Wu Jiao của Trung Quốc.

Theo mô tả của BetaVolt, bằng cách đặt một lớp đồng vị Niken-63 dày 2 micromet giữa hai bộ chuyển đổi bán dẫn kim cương dày 10 micromet, các nhà khoa học của BetaVolt đã tạo ra nguồn sinh điện từ phân rã phóng xạ một cách an toàn và ổn định. 

Với thiết kế mô-đun có thể lắp ghép, pin nguyên tử có thể kết hợp hàng chục hoặc hàng trăm viên với nhau để cung cấp các mức công suất khác nhau, phù hợp với nhu cầu đa dạng của người sử dụng.

BetaVolt cho biết rằng loại pin này có mật độ năng lượng là 3,3 kWh/1gram. Tuy nhiên, công suất hiện tại của một đơn vị pin rất nhỏ. Theo BetaVolt, 1 viên pin BV100 có công suất 100 microwatt, điện thế 3 vôn. Đáng chú ý, pin này phát điện liên tục và rất an toàn ngay cả khi bị đâm thủng hay đập phá. 

Cũng theo BetaVolt, BV100 có thể hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt; cụ thể hơn, BetaVolt cho biết khoảng nhiệt độ hoạt động của pin từ -60^oC đến 120^oC.

BetaVolt cũng đang nghiên cứu ứng dụng các đồng vị khác như Stronti-90, Prometi-147 và Deuteri (hydro nặng) nhằm sản xuất các loại pin nguyên tử có công suất cao hơn với tuổi thọ từ 2 đến 30 năm, mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ này.

BetaVolt cho rằng BV100 đủ an toàn để sử dụng trong các thiết bị y tế cấy ghép trong cơ thể người, như máy tạo nhịp tim hay cụm tai nhân tạo. Khi hết thời gian sử dụng, Niken-63 chuyển thành đồng vị của đồng và ở trạng thái ổn định, không phát phóng xạ và không đòi hỏi quá trình tái chế phức tạp.

BetaVolt lên kế hoạch cho ra mắt một loại pin khác với công suất 1 watt vào năm 2025. BetaVolt cũng cho rằng nếu được phép sử dụng, pin của hãng sẽ giúp điện thoại di động và drone (còn gọi là flycam) có thể sử dụng liên tục mà không cần phải sạc.

NẾU XE ĐIỆN CÓ PIN HẠT NHÂN?

Với sản phẩm mới của BetaVolt, có nhiều kỳ vọng đặt ra với loại pin này, trong đó có ngành xe điện. Ngày nay, pin xe điện vẫn được coi là bộ phận đơn lẻ có giá trị cao nhất trong cấu thành một chiếc ô tô điện - chiếm khoảng 1/3 giá trị của xe. 

Không những vậy, công nghệ pin trên xe điện chưa phát triển tới điểm chín muồi khi giá thành còn cao, khả năng sạc và lưu trữ điện năng còn nhiều hạn chế, và đặc biệt là có thể xảy ra các tình huống nguy hiểm.

Trong một tương lai nào đó, nếu như công nghệ pin hạt nhân phát triển đến mức tạo ra được loại pin có thể cấp đủ điện để vận hành một chiếc ô tô điện, đó sẽ là một bước đột phá hoàn toàn: Con người có thể sử dụng xe trong nhiều năm mà không cần sạc.

Tuy nhiên, tương lai xe điện sử dụng công nghệ pin hạt nhân có vẻ không nằm trong tầm với. Pin BV100 của BetaVolt hiện có công suất chỉ 100 microwatt, quá nhỏ so với công suất dưới 1 kilowatt của phần nhiều những chiếc xe đạp trợ lực điện; nếu so với ô tô điện vốn có công suất tối thiểu vài chục kilowatt thì sẽ thấy câu chuyện như nằm trong phim viễn tưởng!

Ví dụ như mini car Wuling HongGuang MiniEV có công suất 20 kW, tính toán một cách đơn giản và thô sơ thì ta sẽ cần tới tối thiểu 200 triệu đơn vị pin để có đủ công suất làm mô tơ hoạt động.

Phạm Nhật Quỳnh