Nghiên cứu mới giúp giảm kích thước và giá thành của pin lithium-ion
Hai nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego (Mỹ) vừa tuyên bố đã phát triển được thuật toán mới có thể giúp giảm kích thước cũng như giá thành sản xuất pin lithium ion trong tương lai.
Bước tiến của công nghệ pin nhiên liệu đang giúp xe chạy điện ngày một tiến gần hơn tới đời sống con người. Tuy nhiên, nhược điểm cố hữu của các loại pin nhiên liệu hiện nay là kích thước lớn, kéo theo chi phí sản xuất cao và thời gian sạc đầy năng lượng thường lâu. Vì vậy, hai nhà nghiên cứu tại Đại học California San Diego là giáo sư Miroslav Krstic và đồng nghiệp, tiến sĩ Scott Moura đã phát triển một thuật toán mới giúp xác định chính xác những gì sẽ xảy ra trong "thế giới phức tạp" của pin lithium ion.
Cấu tạo Pin lithium-ion có 3 lớp: Dương cực (anode), âm cực (cathode) và 1 lớp màng ngăn, tất cả tạo thành một hình trụ. Khi được sạc đầy, các ion lithium sẽ được giữ ở dương cực trước khi di chuyển qua lớp màng ngăn để đến âm cực, truyền năng lượng cho thiết bị mà pin được kết nối. Lâu nay, các nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn hiểu hết được các ion lithium hoạt động như thế nào trong môi trường chứa. Kết quả khi thiết kế ra sản phẩm cuối, pin thường có kích thước lớn và phức tạp.
Thuật toán ước tính và điều khiển do Krstic và Moura tạo ra cho phép họ ước tính vị trí của các vi hạt và ước tính “sức khỏe” của pin theo thời gian. Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp này giảm chi phí sản xuất pin lithium-ion 25% và giảm thiểu thời gian sạc pin trung bình.
"Nếu nhà sản xuất có một kiến thức tốt hơn hoặc lập dự toán tốt hơn về những gì đang xảy ra bên trong pin nhiên liệu, họ có thể tiến gần tới giới hạn hiệu suất hoạt động của pin, có nghĩa là trọng lượng và khối lượng pin sẽ được giảm thiểu. Điều đó sẽ giúp chuyển thành tiết kiệm chi phí sản xuất," giáo sư Krstic cho biết.
Đại học California San Diego sẽ tiến hành thử nghiệm các thuật toán mới trong 3 năm tiếp theo với nhà cung cấp và hãng sản xuất pin Cobasys Bosch thông qua một án được tài trợ trị giá 4 triệu USD từ Bộ Năng lượng Mỹ. Nếu thành công và đưa ra thị trường, giá thành sản xuất xe chạy điện hay xe hybrid (xe lai xăng/dầu – điện) hứa hẹn sẽ giảm đồng thời việc tăng thêm hiệu suất sử dụng giúp người tiêu dùng có thêm thiện cảm và dễ dàng tiếp cận với các loại xe “xanh” này.
