MIT đột phá công nghệ pin: Phát minh vật liệu tự phân rã, hứa hẹn giải quyết bài toán rác thải điện tử

Trong một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề rác thải điện tử hiện tại và tương lai, các nhà nghiên cứu tại MIT đã tạo ra một loại vật liệu pin tự lắp ráp. Phát minh này cho phép toàn bộ thiết bị được tháo rời một cách dễ dàng chỉ bằng cách hòa tan thành phần cốt lõi của nó, mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành sản xuất pin.

Chất điện phân tự phân rã: “Kẹo bông gòn tan trong nước”

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một chất điện phân thể rắn tự lắp ráp mới, có thể giúp giải quyết vấn đề rác thải điện tử đang ngày càng gia tăng. Chất điện phân này được làm từ các phân tử có cấu trúc hóa học tương tự Kevlar. Khi tiếp xúc với nước, các phân tử này tự động lắp ráp thành hàng triệu “nanoribbons” dẫn ion mạnh, sau đó được ép nóng thành một vật liệu rắn, đóng vai trò là lớp kết nối giữa cực dương và cực âm của pin.

Điểm đột phá lớn nhất là khi kết thúc vòng đời, toàn bộ cell pin có thể được ngâm vào một dung môi hữu cơ. Chất điện phân sẽ tan ra chỉ trong vài phút – một quá trình mà tác giả nghiên cứu so sánh với việc “kẹo bông gòn tan trong nước” – giúp pin dễ dàng tháo rời và tái chế các thành phần có giá trị.

“Thiết kế pin để tái chế ngay từ đầu”: Nền kinh tế tuần hoàn

Một trong những tác giả của nghiên cứu này, Yukio Cho, cho biết: “Từ trước đến nay, chúng ta chỉ tập trung vào việc tạo ra các vật liệu và thiết kế hiệu suất cao, rồi sau đó mới nghĩ cách tái chế. Cách tiếp cận của chúng tôi là bắt đầu với các vật liệu dễ tái chế và tìm cách để chúng tương thích với pin. Thiết kế pin để tái chế ngay từ đầu là một cách tiếp cận hoàn toàn mới“.

Pin lithium-ion phần lớn dùng cho ô tô điện hiện nay

Mặc dù hiệu suất của pin thử nghiệm vẫn chưa thể sánh bằng pin thương mại, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng công nghệ này có thể thúc đẩy sự phát triển của một nền kinh tế tuần hoàn cho pin, giảm nhu cầu khai thác liên tục các vật liệu mới.

Khám phá này có ý nghĩa to lớn, đặc biệt trong bối cảnh ngành công nghiệp xe điện đang bùng nổ, tạo ra một lượng lớn rác thải pin trong tương lai. Nó không chỉ giải quyết vấn đề môi trường mà còn mở ra một hướng đi bền vững hơn cho ngành năng lượng.