Xương động vật tạo cảm hứng cho thiết kế pin mới

04.01.2021

1766

Các nhà nghiên cứu từ Hàn Quốc và Mỹ phát triển pin natri-ion hoạt động ổn định hơn dựa trên cấu trúc xương của động vật có vú.

Pin lithium-ion là loại pin điện được đánh giá cao nhất hiện nay nhưng các nhà nghiên cứu cho biết chúng đang đạt đến giới hạn hiệu quả, vì vậy, việc phát triển các loại pin mới là điều cần thiết cho tương lai.

Pin natri-ion có nhiều ưu điểm hơn so với pin lithium-ion nhưng các nhà khoa học gặp rất nhiều khó khăn để phát triển cực âm (cathode) natri một cách hiệu quả. Thiết kế pin lấy cảm hứng từ xương động vật có thể là chìa khóa giúp giải quyết thách thức này.

Theo mô tả trên tạp chí Applied Physics Review hôm 8/12, loại pin mới do Đại học Sungkyunkwan của Hàn Quốc phát triển kết hợp vật liệu xốp ở bên trong với lớp vỏ cứng ở bên ngoài. Thiết kế này giúp cải thiện đáng kể tính ổn định của cathode.

Cấu trúc pin natri-ion lấy cảm hứng từ xương động vật có vú. Ảnh: Ho Seok Park.

"Thiên nhiên có thể cung cấp những giải pháp đầy hứa hẹn để giải quyết các vấn đề kỹ thuật. Dựa trên cấu trúc xương của động vật có vú, chúng tôi đã tìm ra thiết kế lý tưởng cho pin natri-ion để giải quyết những hạn chế về động học và tính ổn định của cực âm", Giáo sư Ho Seok Park từ Đại học Sungkyunkwan, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ.

Đối với vật liệu xốp bên trong, nhóm nghiên cứu sử dụng Na3V2(PO4)3, một hợp chất siêu dẫn ion natri được gọi tắt là NVP. Xung quanh vật liệu này được bảo vệ bởi một lớp vỏ cứng làm từ graphene oxit đã khử (rGO).

NVP cho phép vận chuyển nhanh chóng các ion natri, nhưng nó vốn không ổn định. Lớp rGO cung cấp cho cathode độ ổn định cao hơn, ngăn ngừa thiệt hại do ứng suất điện hóa và cơ học. Các thử nghiệm đã chứng minh pin natri-ion cho hiệu suất đầy hứa hẹn nhưng nhóm nghiên cứu cho biết vẫn cần kiểm tra thêm trước khi đưa vào sử dụng thương mại.

Bài viết được tham khảo từ vnexpress

Tin chọn lọc khác

Máy ảnh UV nhanh nhất thế giới

04.01.2021

1814

Theo công bố trên tạp chí Laser & Photonics Reviews số thứ 10, camera mới sử dụng công nghệ chụp ảnh nén siêu nhanh (CUP), cho phép nén toàn bộ thông tin về không gian và thời gian dưới dạng một hình ảnh duy nhất, sau đó sử dụng thuật toán tái tạo để chuyển đổi dữ liệu thành video.

Đất tự 'tưới' nước cho cây trồng

11.01.2021

3357

Trong báo cáo công bố hôm 2/11 trên tạp chí ACS Materials Letters, Guihua Yu, phó giáo sư khoa học vật liệu ở Khoa Cơ khí chế tạo máy và cộng sự phát triển hệ thống tưới nước từ không khí, sử dụng gel siêu hấp thụ hơi ẩm để hút nước trong không trung. Khi làm nóng đất tới nhiệt độ nhất định, loại gel này sản sinh nước để cung cấp cho cây trồng. Trong quá trình phân bố nước, một phần nước sẽ bay hơi trở lại không khí, làm tăng độ ẩm giúp việc tiếp tục chu kỳ thu hoạch trở nên dễ dàng hơn.

Công nghệ cho phép camera chụp màu sắc 'vô hình'

04.01.2021

2145

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tel Aviv phát triển công nghệ có khả năng chụp ảnh vật chất mà mắt thường không thể nhìn thấy. Các chất khí và nguyên tố như hydro, carbon và natri có một màu duy nhất trong quang phổ hồng ngoại, giống như những hợp chất sinh học khác được tìm thấy trong tự nhiên, nhưng "vô hình" đối với mắt người và máy ảnh thông thường.

Phương pháp đột phá trong tái chế nhựa đa lớp

04.01.2021

2232

Các nhà khoa học phát triển thành công một quy trình tái chế dựa trên dung môi, hứa hẹn có thể cắt giảm hàng triệu tấn rác thải nhựa. Vật liệu nhựa nhiều lớp được sử dụng rất phổ biến trong sản xuất bao bì thực phẩm nhờ đặc tính chịu nhiệt tốt cùng khả năng kiểm soát oxy và độ ẩm. Tuy nhiên, mặt trái của loại nhựa này là nó không thể được tái chế bằng các phương pháp thông thường.

Công nghệ lấy oxy và nhiên liệu từ nước mặn trên sao Hỏa

04.01.2021

2135

Các nhà khoa học phát triển một hệ thống điện phân cho phép khai thác oxy và hydro từ các hồ nước dưới băng trên hành tinh đỏ.

Thiết kế mới nâng cao độ chính xác của đồng hồ nguyên tử

05.01.2021

2813

Viện Công nghệ Massachusetts chế tạo thành công loại đồng hồ mới sử dụng các nguyên tử vướng víu để đo thời gian chính xác hơn. Đồng hồ nguyên tử là loại máy đo thời gian chính xác nhất trên thế giới. Chúng sử dụng tia laser để đo dao động của các nguyên tử, thứ có tần số không đổi. Những chiếc đồng hồ tốt nhất hiện nay giữ thời gian chính xác đến mức nếu chúng chạy từ thời kỳ sơ khai của vũ trụ thì tới nay thời gian mới chỉ chệch khoảng nửa giây

Anh đẩy mạnh phát triển tàu chạy bằng chất thải

06.01.2021

3162

Công ty Đường sắt Siêu nhẹ (ULRP) có trụ sở ở Worcester đang chế tạo phiên bản mới của tàu BioUltra sau khi nhận được khoản tài trợ thứ hai. Trong kế hoạch loại bỏ dần động cơ diesel gây ô nhiễm, Anh đang đẩy mạnh phát triển các phương tiện thân thiện với môi trường, trong đó có mẫu tàu BioUltra chạy bằng khí sinh học phát sinh từ chất thải hữu cơ như thực phẩm bỏ đi, phế phẩm nông nghiệp, bùn thải và phân động vật.

Ba nghiên cứu vừa đi theo tàu Falcon Heavy lên Vũ trụ sẽ thay đổi thế giới: buồm ánh sáng, nhiên liệu tên lửa sạch và đồng hồ nguyên tử

13.04.2020

2246

Buồm Ánh sáng - Lightsail, nguyên liệu vận hành tàu vũ trụ không độc hại và Đồng hồ Nguyên tử Không gian Sâu.

Trong tương lai không xa, robot sẽ thay thế hoàn toàn con người trên chiến trường

31.10.2019

2122

Liệu nhân loại có dám đặt niềm tin và vận mệnh của mình vào tay máy móc hay không? Chiến tranh đồng nghĩa với việc tính mạng và xương máu của không biết bao nhiêu người sẽ phải đổ xuống. Nhưng điều này có thể không còn đúng nữa, khi trong tương lai, máy móc sẽ thay thế cho con người trong mặt trận đầy hiểm nguy này.

Những phát minh đột phá trong tương lai

31.10.2019

2134

Cho tới ngày nay, loài người đã có nhiều bước tiến trong lịch sử, về các mặt khoa học kĩ thuật và đời sống xã hội. Nó đưa con người lên một tầm cao mới, trên hẳn các loài khác. Nó cho phép chúng ta không chỉ chống lại những tác động thiên nhiên mà còn khai thác tối đa các tiềm lực của thiên nhiên.