Pin mềm có thể biến thành mọi hình dạng

"Kết cấu của pin hơi giống kem đánh răng. Vật liệu này có thể được dùng trong máy in 3D để tạo hình pin theo ý muốn, mở đường cho công nghệ mới", Aiman Rahmanudin, phó giáo sư tại Đại học Linkoping, cho biết. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Science Advances hôm 11/4.

"Pin là thành phần lớn của mọi thiết bị điện tử. Ngày nay, chúng thường ở dạng rắn và khá cồng kềnh. Nhưng với một loại pin mềm và dễ uốn, sẽ không có giới hạn thiết kế nào. Nó có thể được tích hợp vào thiết bị điện tử theo cách hoàn toàn khác và thích ứng với người dùng", Rahmanudin nói.

Các nỗ lực trước đây nhằm sản xuất pin mềm và co giãn đã khai thác nhiều loại chức năng cơ học khác nhau, ví dụ như vật liệu composite cao su có thể kéo giãn hoặc các khớp nối trượt trên nhau. Nhưng điều này không giải quyết được cốt lõi vấn đề - một viên pin lớn có dung lượng cao hơn, nhưng có nhiều vật liệu hơn đồng nghĩa điện cực dày hơn và độ cứng cũng cao hơn.

"Ở đây, chúng tôi đã giải quyết vấn đề này, và chúng tôi là những người đầu tiên cho thấy rằng dung lượng không phụ thuộc vào độ cứng", Rahmanudin cho biết.

Trước đây, điện cực lỏng đã được thử nghiệm nhưng không thành công đáng kể. Trong nghiên cứu mới, nhóm chuyên gia phát triển pin mềm dựa trên nhựa dẫn điện (polymer liên hợp) và lignin - phụ phẩm từ quá trình sản xuất giấy. Pin có thể sạc lại và xả hơn 500 lần mà vẫn duy trì hiệu suất. Nó cũng có thể được kéo ra dài gấp đôi mà vẫn hoạt động tốt.

"Vì sử dụng polymer liên hợp và lignin, nguyên liệu thô cho pin rất dồi dào. Bằng cách tái sử dụng phụ phẩm như lignin, biến nó thành hàng hóa giá trị cao như nguyên liệu pin, chúng tôi đóng góp vào một mô hình tuần hoàn hơn. Đó là một giải pháp thay thế mang tính bền vững", Mohsen Mohammadi, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Điện tử Hữu cơ (LOE), thành viên nhóm nghiên cứu, giải thích.

Sắp tới, nhóm nghiên cứu sẽ nỗ lực tăng điện áp của pin. "Pin không hoàn hảo. Chúng tôi đã chứng minh rằng ý tưởng này khả thi nhưng hiệu suất cần được cải thiện. Điện áp hiện tại là 0,9 volt. Vì vậy, giờ chúng tôi sẽ cân nhắc dùng những hợp chất hóa học khác để tăng điện áp. Chúng tôi đang nghiên cứu sử dụng kẽm hoặc mangan, hai kim loại phổ biến trong vỏ Trái Đất", Rahmanudin nói.

(Theo Phys)