Giữ nước trong pin: Cú "ngược dòng" thay đổi truyền thống
Trong ngành sản xuất pin, độ ẩm lâu nay luôn bị coi là "kẻ thù số một". Các kỹ sư thường phải thực hiện nhiều công đoạn sấy nhiệt phức tạp để triệt tiêu hoàn toàn phân tử nước khỏi vật liệu, nhằm tránh tình trạng gây hỏng hóc hoặc giảm tuổi thọ pin.
Thế nhưng, các nhà nghiên cứu tại Đại học Surrey (Anh) đã quyết định thử làm điều ngược lại và được tạp chí hóa học nổi tiếng đăng tải ngày 1/8/2026.
Cụ thể, họ tiến hành thử nghiệm trên Natri Vanadat (Sodium Vanadium Oxide, Na₃VO₄) - một loại vật liệu ngậm nước tự nhiên vốn đã được nghiên cứu nhiều năm.
Thay vì dùng nhiệt độ cao để "trục xuất" các phân tử nước ra ngoài như cách làm truyền thống, nhóm nghiên cứu đã giữ nguyên lượng nước tự nhiên này bên trong cấu trúc nano của vật liệu.
Và điều kỳ diệu đã xảy ra.
Hiệu suất tăng gấp đôi, sạc nhanh đáng kể
Kết quả thu được trong phòng thí nghiệm khiến chính các nhà khoa học cũng phải ngạc nhiên:
Dung lượng vượt trội: Phiên bản "ngậm nước" có khả năng tích trữ năng lượng gần gấp đôi so với các vật liệu pin sodium-ion (pin Natri-ion) thông thường.
Một loại vật liệu pin đơn giản chứa đầy nước có thể giúp tăng cường khả năng lưu trữ ion natri và thậm chí giúp biến nước biển thành nước ngọt. Ảnh minh họa: Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST), Ả Rập Xê Út
Tốc độ & Độ bền: Pin sạc nhanh hơn đáng kể và hoạt động cực kỳ ổn định qua hơn 400 chu kỳ sạc - xả liên tục mà không bị suy giảm hiệu suất.
Vật liệu cực chuẩn: Kết quả này đưa Natri Vanadat ngậm nước trở thành một trong những vật liệu cực dương (cathode) mạnh mẽ nhất từng được ghi nhận cho dòng pin natri.
Tiến sĩ Daniel Commandeur (Trưởng nhóm nghiên cứu) chia sẻ: "Kết quả này hoàn toàn nằm ngoài dự đoán của chúng tôi. Natri Vanadat không phải là vật liệu mới, nhưng trước đây ai cũng sấy khô nó vì nghĩ nước sẽ gây ra sự cố. Khi chúng tôi quyết định thách thức định kiến đó, kết quả thu được tốt hơn mong đợi rất nhiều."
Pin Natri-ion: Lối thoát cho môi trường
Pin Lithium-ion hiện đang thống trị thế giới đồ điện tử và xe điện, nhưng Lithium lại đắt đỏ, khan hiếm và quá trình khai thác gây ảnh hưởng lớn đến môi trường. Trong khi đó, Natri lại vô cùng dồi dào, có mặt khắp nơi trong muối ăn, khoáng chất và nước biển.
Rào cản lớn nhất khiến pin Natri-ion chưa thể thay thế pin Lithium chính là dung lượng và tốc độ sạc kém hơn. Phát kiến "giữ lại nước" lần này chính là chìa khóa vàng giúp thu hẹp khoảng cách công nghệ đó.
Chuyện không dừng lại ở đó.
Nhóm nghiên cứu người Anh phát hiện ra rằng vật liệu pin ngậm nước này hoạt động rất tốt ngay cả trong môi trường nước mặn.
Khi pin sạc và xả trong nước biển, các phản ứng điện hóa sẽ tự động hút phân tử muối ra khỏi dung dịch, một quá trình được gọi là khử mặn bằng điện hóa.
Điều này mở ra một kịch bản tương lai cực kỳ hứa hẹn: Một thiết bị duy nhất mang hai sứ mệnh. Chẳng hạn, các hệ thống năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió ven biển có thể dùng loại pin này để vừa lưu trữ điện lưới, vừa trực tiếp biến nước biển xung quanh thành nước ngọt sinh hoạt.
Một ý tưởng tưởng chừng như "sai luật" lại đang đưa công nghệ lưu trữ năng lượng xanh tiến một bước dài ra thực tế.
Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Journal of Materials Chemistry A, thách thức một giả định lâu đời trong nghiên cứu về pin.
Tham khảo: Science Daily
Trang Ly
