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

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

TECNO SPARK 40 Series vừa ra mắt có gì?

TECNO SPARK 40 Series vừa ra mắt có gì?

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Sơn Tùng M-TP trở thành Đại sứ thương hiệu của ECOVACS tại Việt Nam

Sơn Tùng M-TP trở thành Đại sứ thương hiệu của ECOVACS tại Việt Nam

LG OLED evo AI G5: chiếc TV cao cấp nhất của LG có gì?

LG OLED evo AI G5: chiếc TV cao cấp nhất của LG có gì?

Minh Tuấn Mobile mở đăng ký thông tin iPhone 17 Series và iPhone Air chính hãng

Minh Tuấn Mobile mở đăng ký thông tin iPhone 17 Series và iPhone Air chính hãng

PGI trình diễn bộ sản phẩm LUXMAN Black Edition CENTENNIAL

PGI trình diễn bộ sản phẩm LUXMAN Black Edition CENTENNIAL

Nikon ra mắt Nikon ZR

Nikon ra mắt Nikon ZR

Samsung mang đến nhiều cải tiến thú vị trong việc chăm sóc sức khỏe tại Hội Nghị World Sleep 2025

Samsung mang đến nhiều cải tiến thú vị trong việc chăm sóc sức khỏe tại Hội Nghị World Sleep 2025

AirPods Pro 3: chống ồn gấp đôi, tích hợp theo dõi sức khỏe, giá 6,2 triệu đồng

AirPods Pro 3: chống ồn gấp đôi, tích hợp theo dõi sức khỏe, giá 6,2 triệu đồng

Tin mới cập nhật

Đội tuyển Việt Nam lần đầu tranh tài tại Giải Vô địch DroneSoccer Quốc tế FIDA WorldCup 2025

Đội tuyển Việt Nam lần đầu tranh tài tại Giải Vô địch DroneSoccer Quốc tế FIDA WorldCup 2025

Smart Banking 2025: Ngành ngân hàng tăng tốc chuyển đổi số với dữ liệu và AI

Smart Banking 2025: Ngành ngân hàng tăng tốc chuyển đổi số với dữ liệu và AI

Murdochs có thể tham gia thỏa thuận cứu TikTok tại Mỹ

Murdochs có thể tham gia thỏa thuận cứu TikTok tại Mỹ

Notion ra mắt trợ lý AI tác nhân mới

Notion ra mắt trợ lý AI tác nhân mới

Đảng bộ Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam: Nòng cốt tập hợp trí thức trong kỷ nguyên mới

Đảng bộ Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam: Nòng cốt tập hợp trí thức trong kỷ nguyên mới

Hội thao chào mừng Đại hội Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc và các đoàn thể Trung ương

Hội thao chào mừng Đại hội Đảng bộ Mặt trận Tổ quốc và các đoàn thể Trung ương

SABECO tổ chức chuỗi “Hành trình di sản”

SABECO tổ chức chuỗi “Hành trình di sản”

MoMo cùng Chubb Life Việt Nam ra mắt MoMoCare

MoMo cùng Chubb Life Việt Nam ra mắt MoMoCare

Xiaomi khai trương cửa hàng Xiaomi Store đầu tiên tại Việt Nam

Xiaomi khai trương cửa hàng Xiaomi Store đầu tiên tại Việt Nam

Cuộc thi 'Thiết kế điện tử Việt Nam 2025': Y tế dẫn đầu với 29 đội dự thi, vượt trội so với các lĩnh vực khác

Cuộc thi 'Thiết kế điện tử Việt Nam 2025': Y tế dẫn đầu với 29 đội dự thi, vượt trội so với các lĩnh vực khác

Khai trương Tổng đài điện thoại quốc gia về phòng, chống mua bán người 111

Khai trương Tổng đài điện thoại quốc gia về phòng, chống mua bán người 111

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

Tin đọc nhiều

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

Nhà chế tác Việt Nam công bố bộ đôi iPhone Air và iPhone 17 Pro Max mạ vàng đầu tiên thế giới

TECNO SPARK 40 Series vừa ra mắt có gì?

TECNO SPARK 40 Series vừa ra mắt có gì?

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

ASUS ra mắt loạt giải pháp giúp dành cho doanh nghiệp Việt bứt phá trong kỷ nguyên AI

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

141 đội tranh tài công nghệ AIoT trong sân chơi thiết kế điện tử lớn nhất Việt Nam

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Kính thông minh Meta Ray-Ban Display, giá 799 đô la có gì đặc biệt?

Sơn Tùng M-TP trở thành Đại sứ thương hiệu của ECOVACS tại Việt Nam

Sơn Tùng M-TP trở thành Đại sứ thương hiệu của ECOVACS tại Việt Nam

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

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

Màn hình ViewSonic VG2440V có gì khác lạ?

Màn hình ViewSonic VG2440V có gì khác lạ?

Dell bị buộc phải dừng bán máy tình cấu hình cao dành cho game thủ vì tiêu thụ năng lượng quá mức quy định

Dell bị buộc phải dừng bán máy tình cấu hình cao dành cho game thủ vì tiêu thụ năng lượng quá mức quy định

Có nên mua hàng Nhật bãi?

Có nên mua hàng Nhật bãi?

Video xem nhiều

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

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

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Geneva Motor Show 2020: Bentley hé lộ siêu xe Bacalar triệu đô

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Lộ diện siêu xe hypercar Czinger 21C tăng tốc 0-100km/h chưa tới 2 giây

Bắc Sơn mây hát

Bắc Sơn mây hát

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

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

Sếp nhà bán lẻ làm lộ ngày bán iPhone 11

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