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 Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

Cùng Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

Vertiv™ Liebert® APM Plus: UPS thiết kế dạng mô-đun, thân thiện môi trường

Vertiv™ Liebert® APM Plus: UPS thiết kế dạng mô-đun, thân thiện môi trường

OtterBox: Phụ kiện cao cấp chinh phục mọi thách thức

OtterBox: Phụ kiện cao cấp chinh phục mọi thách thức

Nhiều mẫu đồng hồ thông minh giảm đến 60%

Nhiều mẫu đồng hồ thông minh giảm đến 60%

JBL giảm sốc đến hơn 50% một số sản phẩm

JBL giảm sốc đến hơn 50% một số sản phẩm

Sony Alpha 7R V chính thức ra mắt với giá 92,99 triệu đồng

Sony Alpha 7R V chính thức ra mắt với giá 92,99 triệu đồng

“Mãn nhãn bóng đá - Hòa nhịp Qatar”

“Mãn nhãn bóng đá - Hòa nhịp Qatar”

Cùng Samsung hưởng ứng chương trình “7 Giờ – 5 Ngày”

Cùng Samsung hưởng ứng chương trình “7 Giờ – 5 Ngày”

 ASANZO ra mắt loạt TV Mini LED thế hệ mới

ASANZO ra mắt loạt TV Mini LED thế hệ mới

Garmin Health ghi dấu cột mốc mới

Garmin Health ghi dấu cột mốc mới

Tin mới cập nhật

Toyota bZ4X - Khả năng vận hành không như công bố

Toyota bZ4X - Khả năng vận hành không như công bố

Có thể bạn chưa biết: 5 nghiên cứu khoa học giúp cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn

Có thể bạn chưa biết: 5 nghiên cứu khoa học giúp cuộc sống trở nên ý nghĩa hơn

7.500 vệ tinh của SpaceX được Mỹ phê duyệt triển khai

7.500 vệ tinh của SpaceX được Mỹ phê duyệt triển khai

Lazada Logistics 'xanh hóa' hoạt động giao vận

Lazada Logistics 'xanh hóa' hoạt động giao vận

USB4™ Version 2.0 - Giải pháp tối ưu hóa hiệu năng thiết kế USB

USB4™ Version 2.0 - Giải pháp tối ưu hóa hiệu năng thiết kế USB

Cùng Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

Cùng Signify 'khám phá' hệ sinh thái chiếu sáng mới tại GEFE 2022

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

ASUS Zenbook 17 Fold OLED (UX9702): Laptop màn hình gập nhỏ gọn nhất thế giới

Visa tổ chức thành công Chương trình Kỹ năng Quản lý Tài chính

Visa tổ chức thành công Chương trình Kỹ năng Quản lý Tài chính

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

LG ra mắt tháp giặt sấy thông minh LG WashTower™

IHG Hotels & Resorts mang đến cộng đồng khó khăn những bữa ăn ngon

IHG Hotels & Resorts mang đến cộng đồng khó khăn những bữa ăn ngon

Xinapse mang giải pháp Generative AI-based đến Việt Nam

Xinapse mang giải pháp Generative AI-based đến Việt Nam

Đưa người dân lên môi trường số và tính tương tác TTĐT tại địa phương

Đưa người dân lên môi trường số và tính tương tác TTĐT tại địa phương

Tin đọc nhiều

MacBook 2020 xung đột trầm trọng với thiết bị USB 2.0

MacBook 2020 xung đột trầm trọng với thiết bị USB 2.0

Áo gắn cảm biến theo dõi sức khỏe

Áo gắn cảm biến theo dõi sức khỏe

Giảng viên ĐH Bách khoa TP.HCM chế tạo máy sản xuất khẩu trang y tế

Giảng viên ĐH Bách khoa TP.HCM chế tạo máy sản xuất khẩu trang y tế

Thụy Điển thử nghiệm tiền số ngân hàng trung ương đầu tiên trên thế giới

Thụy Điển thử nghiệm tiền số ngân hàng trung ương đầu tiên trên thế giới

Nhật Bản lên kế hoạch tái sử dụng ắc quy của ô tô điện hết niên hạn

Nhật Bản lên kế hoạch tái sử dụng ắc quy của ô tô điện hết niên hạn

Hé lộ kế hoạch "bí mật" của Apple về hoạt động phóng vệ tinh lên không gian

Hé lộ kế hoạch "bí mật" của Apple về hoạt động phóng vệ tinh lên không gian

5 nguyên tắc “vàng” chọn bình nước nóng an toàn cho mùa đông

5 nguyên tắc “vàng” chọn bình nước nóng an toàn cho mùa đông

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"

Ra mắt RedmiBook Pro 14: chip Intel Core thế hệ thứ 10, GPU rời, sạc nhanh, giá chỉ từ 12,8 triệu đồng

Ra mắt RedmiBook Pro 14: chip Intel Core thế hệ thứ 10, GPU rời, sạc nhanh, giá chỉ từ 12,8 triệu đồng

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

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

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

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