Công nghệ pin mới: Khi canxi có thể thay thế lithium trong lưu trữ năng lượng

Các thiết bị di động, xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng trên mạng lưới đều đang phụ thuộc rất lớn vào pin lithium-ion. Nhưng một nhóm nghiên cứu tại Trung Quốc lại giới thiệu loại pin sử dụng kim loại canxi, hứa hẹn giải pháp thay thế và cạnh tranh với công nghệ lithium.

Theo bài viết từ trang 1 Thế Giới, nhóm nghiên cứu tại Đại học Phúc Đán (Trung Quốc) cho biết đã chế tạo được loại pin canxi-oxy sạc lại, sử dụng kim loại canxi - vốn dồi dào hơn lithium tới 2.500 lần - và cho biết “pin … có thể ổn định trong không khí và có thể được chế tạo thành sợi linh hoạt dùng cho pin trong các hệ thống đeo thông minh thế hệ mới”.

So với lithium-ion, nhóm nghiên cứu cho rằng loại pin này có thể rẻ hơn và an toàn hơn, đồng thời tránh phần nào những vấn đề về chuỗi cung ứng lithium vốn đang được chú trọng bởi dư địa khai thác và môi trường.

Tuy nhiên, công nghệ này chưa bước vào giai đoạn thương mại hóa rộng rãi. Nhóm nghiên cứu cũng chỉ rõ rằng pin canxi-oxy hiện vẫn chưa hoạt động ổn định ở nhiệt độ phòng và vẫn đang cần cải tiến chất điện phân và các vật liệu liên quan để đáp ứng điều kiện ứng dụng thực tiễn.

Trong khi đó, lithium-ion vẫn giữ vai trò chủ đạo nhờ các ưu điểm đã được khẳng định như mật độ năng lượng cao, khả năng sạc - xả tương đối ổn định và hệ sinh thái sản xuất đã phát triển. Dù vậy, nhiều nghiên cứu cho thấy pin lithium-ion vẫn đối mặt với các thách thức như chi phí nguyên liệu, độ an toàn và tái chế.

Việc phát triển pin canxi không chỉ mang lại lợi thế về nguyên liệu (canxi phong phú hơn lithium) mà còn có tiềm năng giảm rủi ro về an toàn. Trong báo cáo, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh: “pin canxi-oxy được đề xuất có khả năng ổn định trong không khí và có thể được chế tạo thành sợi linh hoạt…”

 

Dù vẫn còn khoảng cách giữa phòng thí nghiệm và sản xuất hàng loạt, công nghệ mới này mở ra hướng đi quan trọng trong chiến lược năng lượng, đặc biệt khi nhu cầu về lưu trữ năng lượng và sử dụng xe điện vẫn tăng mạnh toàn cầu. Một khi có thể thương mại hóa thành công, pin canxi-eo hoặc dạng tương đương có thể thay thế một phần hoặc toàn bộ vai trò của lithium-ion, giảm chi phí cho người dùng và doanh nghiệp.

Tuy nhiên, để công nghệ này trở thành hiện thực, còn nhiều việc phải làm: hoàn thiện vật liệu, nâng cao tuổi thọ, đảm bảo khả năng sạc nhiều lần và tính ổn định ở nhiệt độ môi trường thực tế. Ngoài ra, việc phát triển chuỗi cung ứng, sản xuất và tái chế tương thích cũng là thách thức không nhỏ.