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

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

Sony Cinema Line FX2: máy quay nhỏ gọn và mạnh mẽ

Sony Cinema Line FX2: máy quay nhỏ gọn và mạnh mẽ

HONOR ra mắt 'chiến binh' AI: HONOR X6c

HONOR ra mắt 'chiến binh' AI: HONOR X6c

Kingston ra mắt ổ cứng NV3 PCIe 4.0 NVMe SSD

Kingston ra mắt ổ cứng NV3 PCIe 4.0 NVMe SSD

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

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

HUAWEI MatePad 11.5 đón mùa tựu trường

HUAWEI MatePad 11.5 đón mùa tựu trường

Sony WH-1000XM6: Cải tiến toàn diện, âm thanh vượt trội, thiết kế linh hoạt

Sony WH-1000XM6: Cải tiến toàn diện, âm thanh vượt trội, thiết kế linh hoạt

Garmin giữ vị trí số 1 tại thị trường đồng hồ thông minh tại Việt Nam

Garmin giữ vị trí số 1 tại thị trường đồng hồ thông minh tại Việt Nam

Samsung Galaxy Watch8 Series năm nay có gì?

Samsung Galaxy Watch8 Series năm nay có gì?

Trên tay nhanh Samsung Galaxy Z Flip7 vừa ra mắt toàn cầu

Trên tay nhanh Samsung Galaxy Z Flip7 vừa ra mắt toàn cầu

Tin mới cập nhật

Vietnam Airlines cùng ACB và Visa ra mắt thẻ hội viên tích hợp thanh toán Lotusmiles Pay

Vietnam Airlines cùng ACB và Visa ra mắt thẻ hội viên tích hợp thanh toán Lotusmiles Pay

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

Chơi Tiktok, trúng MacBook

Chơi Tiktok, trúng MacBook

Nội dung tính thuế thu nhập cá nhân 20% đối với giao dịch bất động sản có lợi cho cá nhân

Nội dung tính thuế thu nhập cá nhân 20% đối với giao dịch bất động sản có lợi cho cá nhân

Dự thảo nghị định mới siết chặt quản lý đầu tư công nghệ thông tin dùng ngân sách nhà nước

Dự thảo nghị định mới siết chặt quản lý đầu tư công nghệ thông tin dùng ngân sách nhà nước

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

Chứng chỉ lưu ký - Cơ hội và công cụ đầu tư mới cho nhà đầu tư chứng khoán Việt Nam

Chứng chỉ lưu ký - Cơ hội và công cụ đầu tư mới cho nhà đầu tư chứng khoán Việt Nam

Xóa ‘bớt’ cho em mùa 2: Lan tỏa hành trình phi thường vì tương lai của trẻ nhỏ

Xóa ‘bớt’ cho em mùa 2: Lan tỏa hành trình phi thường vì tương lai của trẻ nhỏ

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

Phát hiện lỗ hổng BIND 9 nghiêm trọng, đe dọa an ninh DNS toàn cầu

Phát hiện lỗ hổng BIND 9 nghiêm trọng, đe dọa an ninh DNS toàn cầu

BYD Sealion 6 bàn giao 1.000 xe sau ba tháng ra mắt tại Việt Nam

BYD Sealion 6 bàn giao 1.000 xe sau ba tháng ra mắt tại Việt Nam

Keysight giới thiệu thiết bị đo kiểm xuyên nhiễu điện từ băng tần 1GHz theo thời gian thực

Keysight giới thiệu thiết bị đo kiểm xuyên nhiễu điện từ băng tần 1GHz theo thời gian thực

Tin đọc nhiều

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

HUAWEI Pura 80 Series thu hút sự chú ý tại triển lãm XMAGE APAC

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

Samsung ra mắt dòng điều hòa hệ thống thế hệ mới

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

iPhone màn hình gập có thể sẽ ra mắt năm 2026, giá dự kiến tới 2.500 USD

Sony Cinema Line FX2: máy quay nhỏ gọn và mạnh mẽ

Sony Cinema Line FX2: máy quay nhỏ gọn và mạnh mẽ

HONOR ra mắt 'chiến binh' AI: HONOR X6c

HONOR ra mắt 'chiến binh' AI: HONOR X6c

Kingston ra mắt ổ cứng NV3 PCIe 4.0 NVMe SSD

Kingston ra mắt ổ cứng NV3 PCIe 4.0 NVMe SSD

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

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

HUAWEI MatePad 11.5 đón mùa tựu trường

HUAWEI MatePad 11.5 đón mùa tựu trường

Hưởng ứng ngày trái đất cùng VNPT Smart Lighting

Hưởng ứng ngày trái đất cùng VNPT Smart Lighting

Kính ảo Magic Leap 2 sắp lên kệ có gì mới?

Kính ảo Magic Leap 2 sắp lên kệ có gì mới?

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

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Honda MSX 125 Grom 2021 mẫu xe côn tay phiên bản đường đua

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

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

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

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

Khám phá Huawei Mate X đối thủ của Galaxy Fold tại IFA 2019

Khám phá Huawei Mate X đối thủ của Galaxy Fold tại IFA 2019

Cyber-Shot RX100 VII: Siêu phẩm mới gia nhập gia đình Sony

Cyber-Shot RX100 VII: Siêu phẩm mới gia nhập gia đình Sony

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

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