Hành trình tìm kiếm một công nghệ pin tốt hơn – Đã có kết quả hay chưa?

Những chiếc điện thoại di động được ra mắt đầu thế kỷ 21 có thể hoạt động vài ngày liên tục mà không cần sạc. Tuy nhiên, giờ đây điều này không còn tồn tại. Mặc dù smartphone đã cải tiến rất nhiều về thiết kế và tính năng phần mềm, tuổi thọ pin vẫn là một vấn đề gây đau đầu cho những ai đang sử dụng điện thoại thông minh.

Tại Triển lãm MacWorld được tổ chức tháng 1/2007, cố lãnh đạo Steve Jobs đã chính thức trình làng phiên bản iPhone đầu tiên. Chỉ sau 15 tháng, doanh số bán iPhone thế hệ đầu đã chạm mốc 6.1 triệu chiếc. Hơn 9 năm đã trôi qua với biết bao sự đổi thay trong các thế hệ iPhone, với phiên bản mới nhất là iPhone 6s được Apple ra mắt năm ngoái. Mặc dù iPhone 6s có tốc độ hoạt động nhanh gấp 16 lần phiên bản iPhone đầu tiên, tuổi thọ pin của nó chỉ cải thiện 22% - đủ để người dùng sử dụng iPhone một ngày mà không cần sạc.

Tờ The Telegraph đã chỉ ra nguyên nhân của sự chậm cải tiến này, đó là đến từ công nghệ pin Lithium-ion (gọi tắt là Li-ion). Chính thiết kế đơn giản của pin Li-ion đã tạo ra trở ngại cho các nhà khoa học trong con đường cải thiện tuổi thọ pin cho smartphone. Khi một bộ pin Li-ion được sạc, các phân tử sẽ chạy theo một quỹ đạo hình tròn xung quanh những điện cực âm. Nhờ những điện cực âm này, các i-ôn sẽ được tạo ra thông qua dung dịch chất điện phân. Quá trình này từ đó sẽ sản xuất ra những phân tử giúp máy điện thoại hoạt động.

Để cải thiện tuổi thọ của một loại pin, thì thành phần hóa học của nó cần được biến đổi. Nhưng bởi vì thành phần hóa học của pin Li-ion khá đơn giản, nên việc này trở nên vô cùng khó khăn. Thực tế thống kê cho thấy, mặc dù các doanh nghiệp công nghệ lớn trên thế giới đã dồn nhiều nguồn lực, nhưng tuổi thọ pin smartphone hiện nay chỉ tăng trung bình 5% một năm. Nhiều nhà khoa học nhận định, cách tốt nhất để tăng con số 5% là mở rộng kích thước của bộ pin và thiết bị di động. Nhưng điều này lại đi trái ngược với khuynh hướng sản xuất của các hãng công nghệ và thị hiếu của người sử dụng điện thoại thông minh.

Vậy đâu là những giải pháp khả thi?


Vào năm ngoái, các nhà nghiên cứu đến từ trường đại học Cambridge (Anh) đã sáng tạo thành công một công nghệ pin mới có tên “Lithi không khí”. Công nghệ pin này sử dụng các phân tử được tạo ra từ khí ô-xy thay vì những biện pháp nhân tạo và vì thế có tuổi thọ gấp 10 lần pin Li-ion. Nếu “Lithi không khí” được đưa vào sử dụng, một chiếc ô tô điện có thể chạy thẳng từ London đến Edinburgh (Scotland) sau một lần sạc đầy.

Tuy nhiên, phát minh của các nhà khoa học đến từ Cambridge được đánh giá là không bền vững vì công nghệ pin của họ không thể chịu được nhiều lần sạc lại liên tục. Vào nửa đầu tháng 1 năm nay, nhóm nghiên cứu đến từ phòng thí nghiệm Argonne (Mỹ) công bố họ đã phát minh ra công nghệ pin mang tên “Lithi-peoxit”, hứa hẹn sẽ giải quyết những vấn đề của “Lithi không khí”. Tuy nhiên, tất cả những gì chúng ta biết về “Lithi-peoxit” đó là cần khoảng 10 năm nữa loại pin này mới được áp dụng đại trà trên thị trường.

Thay vì cải thiện tuổi thọ pin, nhiều công ty đang tập trung vào cải thiện cách mà chúng ta cung cấp năng lượng cho các bộ pin. Công ty công nghệ Intelligent Energy mới đây cho biết họ đang phát triển công nghệ pin sử dụng những tế bào hy-đrô chất đốt. Những tế bào này sẽ tự động được trao đổi khi cần thiết và vì thế chúng ta không cần cắm sạc lại. Intelligent Energy hứa hẹn, một khi công nghệ của mình được hiện thực hóa, nó sẽ cung cấp đủ năng lượng để cho một chiếc smartphone và một máy bay không người lái hoạt động lần lượt trong 1 tuần và vài giờ liên tục. Henri Winand, CEO của Intelligent Energy tiết lộ công nghệ pin sử dụng tế bào chất đốt có thể có mặt trên thị trường trong vòng 18 tháng nữa.

Thay vì cố gắng tạo ra những bước đột phá, nhiều doanh nghiệp lớn trên thế giới đang tập trung vào phát triển công nghệ sạc không dây và sạc nhanh, giúp sạc 60% pin điện thoại chỉ trong nửa giờ. Mới đây, tập đoàn Huawei của Trung Quốc thậm chí đã trình làng một công nghệ sạc pin siêu tốc, cho phép sạc 48% pin chỉ trong 5 phút.

vẫn còn là quá trình lâu dài