※Ảnh minh họa: maximumpc
Khi một phòng nghiên cứu được lập ra ở Đại Học Purdue University tại Indiana, có rất nhiều thiết bị được chuyển đến. Chúng được đóng thùng kín và nèn chặt bằng các hạt xốp để giảm va đập. Thật không may, có rất ít cơ sở có khả năng xử lý tái chế những hạt xốp này, vậy nên chúng có thể sẽ nằm nguyên ở bãi rác trong hàng thập kỷ. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại Học Purdue University đã phát hiện ra một ứng dụng của chúng trong việc nâng cao hiệu suất của pin lithium-ion. Mở ra một hướng mới để xử lý những hạt xốp “cứng đầu” này.
Khi pin lithium-ion được sạc, các ions lithium sẽ được giữ lại tại điện cực dương. Hiện tại điện cực dương này thường được làm bằng than chì (graphite). Nhưng nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Giáo Sư Vilas Pol đã tạo ra một loại điện cực dương mới (cũng có nguồn gốc từ carbon) từ các hạt xốp gói hàng.
Những hạt xốp (thường được làm từ polystyrene hoặc có gốc tinh bột) sẽ được đốt nóng ở nhiệt độ 500-900 độ C. Quá trình đốt được thực hiện trong điều kiện môi trường có áp suất không đổi, với xúc tác muối kim loại (có hoặc không). Tùy thuộc vào loại vật liệu của hạt xốp và cách xử lý, nhóm nghiên cứu có thể thu được hạt nano carbon hoặc các tấm micro carbon. Trong cả hai trường hợp, chúng đều có thể sử dụng làm điện cực dương của pin được.
Do độ dày chỉ bằng 1/10 của điện cực làm bằng than chì, nên thời gian sạc pin có thể được nâng cao. Thêm vào đó, loại vật liệu này cũng có điện trở thấp hơn than chì. Cụ thể, điện cực làm từ hạt xốp này có dung lượng tối đa 420 mAh/g, trong khi điện cực than chì chỉ có thể đạt tối đa 372 mAh/g (trên lý thuyết). Ngoài ra, pin với điện cực mới có thể sạc đến gần 300 lần mà không có tổn thất nào về dung lượng.
Trong hai thành phẩm thu được từ việc đốt nóng những hạt xốp thì các tấm micro carbon đặc biệt tỏ ra hiệu quả tốt hơn. Do cấu trúc lỗ của chúng cho phép tăng diện tích tiếp xúc giữa điện cực dương và dung dịch điện phân. Trong tương lai các nhà nghiên cứu sẽ cố gắng làm tăng cấu trúc lỗ để gia tăng khả năng điện hóa của các tấm micro carbon này.
Cũng theo các nhà nghiên cứu thì quá trình xử lý hạt xốp có chi phí thấp, thân thiện với môi trường và nên được thử nghiệm để sản xuất pin số lượng lớn.
Biên dịch: Trungmaster, theo Gizmag
