Nước biển có thể là nguồn cung vật liệu làm pin vô hạn

Đào Công
22/07/2020 10:10
D

Doanh số xe điện bùng nổ khiến nhu cầu đối với pin sạc ngày càng tăng. Nhưng lithium, thứ kim loại cần thiết để làm ra pin này lại không có nhiều. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một nguồn cung vô hạn để khai thác lithium: nước biển.

Jang Wook Choi, kỹ sư hóa học tại Đại học Quốc gia Seoul. Nguồn: startup.kaist.ac.kr

“Đây là một phát hiện đột phá”, Jang Wook Choi, kỹ sư hóa học tại Đại học Quốc gia Seoul, người không tham gia vào nghiên cứu, nói và cho biết thêm là phương pháp này cũng có thể áp dụng vào việc thu hồi lithium từ pin đã sử dụng.

Ưu điểm của lithium là có thể lưu trữ nhiều năng lượng trên mỗi đơn vị trọng lượng hơn so với các vật liệu khác. Các nhà sản xuất sử dụng hơn 160.000 tấn lithium mỗi năm, dự kiện con số này sẽ tăng gần 10 lần trong thập kỷ tới. Nhưng nguồn cung lithium lại hạn chế và chỉ tập trung ở một số quốc gia, cũng như chỉ có thể khai thác từ các mỏ hoặc chiết xuất từ nước mặn.

Tình trạng khan hiếm lithium đã làm dấy lên mối lo ngại rằng giá pin có thể tăng vọt và kìm hãm sự phát triển của xe điện và các công nghệ phụ thuộc lithium khác như Tesla Powerwalls, loại pin thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng mặt trời trên mái nhà.

Nước biển có thể là câu trả lời cho vấn đề này. Các đại dương trên thế giới chứa khoảng 180 tỷ tấn lithium. Nhưng chúng đã bị pha loãng đến khoảng 0,2 phần triệu. Các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra các loại bộ lọc và màng để cố gắng chiết xuất có chọn lọc lithium từ nước biển, nhưng những nỗ lực đó chủ yếu dựa vào việc làm bay hơi phần lớn nước để tập trung lithium, đòi hỏi phải sử dụng diện tích đất lớn và thời gian dài. Cho đến nay những nỗ lực như vậy không hiệu quả về mặt kinh tế.

Choi và các nhà nghiên cứu khác cũng đã cố gắng sử dụng các điện cực pin lithium-ion để thu lithium trực tiếp từ nước biển và nước muối mà không cần phải làm bay hơi nước. Những điện cực này bao gồm các vật liệu xếp lớp giống như bánh sandwich được thiết kế để bẫy và giữ các ion lithium khi pin sạc. Trong nước biển, một điện áp âm được đặt vào một điện cực hấp thu lithium sẽ kéo các ion lithium vào điện cực. Nhưng nó cũng kéo theo sodium, một nguyên tố tương tự về mặt hóa học tồn tại trong nước biển với mật độ gấp 100.000 lần so với lithium. Nếu hai nguyên tố cùng đi vào điện cực với cùng một tốc độ, sodium gần như hoàn toàn lấn át lithium.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu do Yi Cui - nhà khoa học vật liệu tại Đại học Stanford - dẫn đầu, đã tìm cách để khiến vật liệu điện cực hấp thu một cách có chọn lọc hơn. Đầu tiên, họ phủ một lớp titan dioxide mỏng lên điện cực để làm rào cản. Vì các ion lithium nhỏ hơn natri, nên chúng dễ dàng luồn lách qua và đi vào trong bánh sandwich điện cực.

Các nhà nghiên cứu cũng thay đổi cách điều khiển điện áp. Thay vì đặt một điện áp âm không đổi vào điện cực, như những người khác đã làm, họ đặt điện áp theo chu kỳ. Đầu tiên, họ dùng điện áp âm, sau đó họ nhanh chóng tắt đi. Tiếp theo, họ đặt điện áp dương, tắt một lần nữa và cứ thế lặp lại chu kỳ.

Cui giải thích, sự thay đổi điện áp làm cho các ion lithium và sodium di chuyển vào điện cực, dừng lại và sau đó lại di chuyển ra ngoài khi dòng điện đảo chiều. Tuy nhiên, do vật liệu điện cực có ái lực với lithium cao hơn một chút so với sodium, các ion lithium sẽ vào điện cực nhanh hơn sodium và đi ra ngoài chậm hơn. Vì vậy việc lặp lại chu trình này giúp tập trung lithium trong điện cực. Sau 10 chu kỳ như vậy, chỉ mất vài phút, Cui và các đồng nghiệp thu được tỷ lệ một-một giữa lithium và sodium, họ đã báo cáo thành tựu này trên Joule.

"Phương pháp mới này đã tăng ít nhất là gấp đôi khả năng chọn lọc lithium," Chong Liu, nhà khoa học vật liệu tại Đại học Chicago, trước đây từng làm nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Cui, cho biết.

Dù phương pháp này vẫn khá đắt so với việc khai thác lithium trên đất liền, Liu nói. Tuy nhiên, cô cho biết nhóm nghiên cứu đang cố gắng tăng tính chọn lọc bằng cách sử dụng các loại điện cực pin lithium-ion khác.

Choi cho biết thêm, có thể áp dụng phương phức này để thu hồi lithium từ pin qua sử dụng.

Theo Tia Sáng

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

REDMI Pad 2 Pro Series chính thức mở bán tại Việt Nam

REDMI Pad 2 Pro Series chính thức mở bán tại Việt Nam

JBL Boombox 4: thổi bùng mọi cuộc vui

JBL Boombox 4: thổi bùng mọi cuộc vui

nubia NEO 3 GT 5G chính thức ra mắt, ghidấu sự trở lại với Saigon Phantom

nubia NEO 3 GT 5G chính thức ra mắt, ghidấu sự trở lại với Saigon Phantom

Loạt nâng cấp flagship trên bộ đôi Xiaomi 15T Series mà có thể bạn chưa biết?

Loạt nâng cấp flagship trên bộ đôi Xiaomi 15T Series mà có thể bạn chưa biết?

Samsung ra mắt bộ đôi loa tháp di động ST50F và ST40F

Samsung ra mắt bộ đôi loa tháp di động ST50F và ST40F

Kingston Technology giới thiệu loạt sản phẩm phù hợp với học sinh, sinh viên

Kingston Technology giới thiệu loạt sản phẩm phù hợp với học sinh, sinh viên

Trải nghiệm nhanh HUAWEI WATCH GT 6 phiên bản 41mm dây vải dệt dành cho nữ

Trải nghiệm nhanh HUAWEI WATCH GT 6 phiên bản 41mm dây vải dệt dành cho nữ

Xiaomi mở rộng hệ sinh thái AIoT tại Việt Nam

Xiaomi mở rộng hệ sinh thái AIoT tại Việt Nam

Tin mới cập nhật

IDAX 2026 – Quy tụ hơn 300 thương hiệu, chuyên gia và doanh nghiệp trong lĩnh vực Da liễu – Thẩm mỹ

IDAX 2026 – Quy tụ hơn 300 thương hiệu, chuyên gia và doanh nghiệp trong lĩnh vực Da liễu – Thẩm mỹ

Kỷ niệm 69 năm Ngày truyền thống Hội Liên hiệp Thanh niên Việt Nam: Khơi dậy khát vọng, tự hào và trách nhiệm của tuổi trẻ Việt Nam

Kỷ niệm 69 năm Ngày truyền thống Hội Liên hiệp Thanh niên Việt Nam: Khơi dậy khát vọng, tự hào và trách nhiệm của tuổi trẻ Việt Nam

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

Samsung chung tay giúp người dân vùng bão lũ tái thiết cuộc sống

Samsung chung tay giúp người dân vùng bão lũ tái thiết cuộc sống

CareerViet công bố Bảng xếp hạng 'Doanh nghiệp Yêu thích 2025 – Enterprise of Choice' do người lao động bình chọn.

CareerViet công bố Bảng xếp hạng 'Doanh nghiệp Yêu thích 2025 – Enterprise of Choice' do người lao động bình chọn.

Đào tạo nhân lực chất lượng cao cho ngành Bất động sản trong kỷ nguyên số

Đào tạo nhân lực chất lượng cao cho ngành Bất động sản trong kỷ nguyên số

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

FPT được vinh danh TOP 10 doanh nghiệp công nghệ số Việt Nam 2025

FPT được vinh danh TOP 10 doanh nghiệp công nghệ số Việt Nam 2025

34 ứng viên giáo sư, phó giáo sư ngành Điện - Điện tử - Tự động hóa năm 2025

34 ứng viên giáo sư, phó giáo sư ngành Điện - Điện tử - Tự động hóa năm 2025

OpenAI ra mắt ChatGPT Go tại Việt Nam

OpenAI ra mắt ChatGPT Go tại Việt Nam

Tin đọc nhiều

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

Cùng PGI trải nghiệm “Trạm âm thanh - Chạm cảm xúc”

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

OPPO ra mắt 'chiến binh A-Bền' A6 Pro Series

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

Nikon ra mắt mẫu máy ảnh Nikon ZR

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

P.H.E. Show 2025 đang diễn ra tại khách sạn Saigon Prince, TP.HCM

REDMI Pad 2 Pro Series chính thức mở bán tại Việt Nam

REDMI Pad 2 Pro Series chính thức mở bán tại Việt Nam

JBL Boombox 4: thổi bùng mọi cuộc vui

JBL Boombox 4: thổi bùng mọi cuộc vui

nubia NEO 3 GT 5G chính thức ra mắt, ghidấu sự trở lại với Saigon Phantom

nubia NEO 3 GT 5G chính thức ra mắt, ghidấu sự trở lại với Saigon Phantom

Electro-Voice ra mắt mẫu loa Electro-Voice EVIVA ‘Made in Vietnam’

Electro-Voice ra mắt mẫu loa Electro-Voice EVIVA ‘Made in Vietnam’

Asanzo lừa dối khách hàng - Sản phẩm chưa được cấp C/O "Made in Vietnam"

Asanzo lừa dối khách hàng - Sản phẩm chưa được cấp C/O "Made in Vietnam"

Mực nước các hồ thuỷ điện thấp khiến cảnh báo "Thiên tai cấp 1"

Mực nước các hồ thuỷ điện thấp khiến cảnh báo "Thiên tai cấp 1"

Video xem nhiều

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Đại học Miami tạo ra cảm biến chất lượng không khí phát hiện Covid-19

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Ford F-150 Lightning 2022 ra mắt: Bán tải chạy điện giá khởi điểm chưa đến 40 nghìn USD

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Thông điệp lan tỏa mùa dịch COVID-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Clip: Khuyến cáo đối với người lao động, người làm việc, người bán hàng tại khu dịch vụ trong dịch Covid-19

Cybertruck ra mắt lỗi vẫn nhận được gần 150.000 đơn đặt hàng

Cybertruck ra mắt lỗi vẫn nhận được gần 150.000 đơn đặt hàng

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Cỗ xe lai phản lực tăng tốc từ 0 - 1010 km/h trong 50 giây tham vọng phá kỷ lục thế giới

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Pretzel - Bánh quy cây: Biểu tượng văn hoá châu Âu với nhiều tranh cãi về nguồn gốc

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Làm thế nào để nâng cao tương tác giữa loa và phòng nghe hiệu quả

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Chiếc điều hòa cá nhân này của Sony là tất cả những gì bạn cần để sống sót qua mùa hè nóng nực

Những gì bạn muốn biết về 5G

Những gì bạn muốn biết về 5G

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019