Khi toán học có thể giúp pin sạc nhanh và bền hơn
Trong nhiều năm qua, việc cải tiến pin chủ yếu dựa trên quy trình “thử và sai”, vốn tốn thời gian, tốn chi phí và thường không hiệu quả. Nhưng nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tin rằng họ đã tìm ra cách tiếp cận thông minh hơn: sử dụng toán học để dự đoán chính xác cách các ion lithium di chuyển bên trong pin.
Cụ thể, nhóm đã phân tích hơn 50 tổ hợp điện cực và chất điện phân khác nhau, sau đó xây dựng một mô hình toán học dựa trên lý thuyết truyền ion–electron liên kết. Kết quả cho thấy mô hình mới có thể mô phỏng phản ứng điện hóa chính xác hơn nhiều so với công thức Butler–Volmer (BV) được dùng suốt hàng chục năm qua.
Điều này có nghĩa các kỹ sư có thể thiết kế pin sạc nhanh hơn, bền hơn mà không cần phải thay đổi toàn bộ cấu trúc hay quy trình sản xuất hiện có.
Giúp hãng pin tinh chỉnh sản phẩm dễ dàng hơn
Điểm đặc biệt của nghiên cứu là nó không cần đến công nghệ sản xuất mới. Mô hình này có thể được áp dụng trực tiếp để tinh chỉnh những dòng pin đang được sử dụng, giúp cải thiện tốc độ sạc và giảm tình trạng xuống cấp theo thời gian.
Một trong các nhà nghiên cứu chia sẻ: “Thay vì phải thử nghiệm hàng trăm mẫu khác nhau, giờ đây chúng tôi có thể dự đoán chính xác điều gì sẽ xảy ra bên trong pin khi chỉ bằng công thức”.
Dù mô hình của MIT chưa ngay lập tức tạo ra cuộc cách mạng về pin, nhưng giới chuyên môn đánh giá đây là bước đệm quan trọng để hướng đến pin sạc siêu nhanh, tuổi thọ dài hơn và an toàn hơn. Với tốc độ phát triển của ngành năng lượng hiện nay, rất có thể “công thức MIT” sẽ sớm trở thành công cụ tiêu chuẩn trong quá trình thiết kế pin – từ smartphone, laptop cho đến xe điện.
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống