Các loại xe điện hiện nay đều sử dụng pin lithium-ion vì ưu điểm về mật độ năng lượng, kích thước và khả năng duy trì năng lượng so với loại pin axít chì cũ, tuy nhiên trang bị này cũng tồn tại nhiều điểm yếu – Ảnh: Huyndai

Pin lithium-ion trong các loại xe điện hiện nay có thể là một giải pháp hiệu quả hơn so với các loại pin axit-chì có trong các mẫu xe điện đầu tiên ra mắt vào đầu thập kỷ trước. Tuy nhiên, loại trang bị này vẫn còn nhiều bất cập. Nguyên liệu thô khó khai thác, kim loại hiếm đắt tiền, tính ổn định dưới tác động vật lý hoặc hóa chất lâu phân hủy (như polypropylene mất hàng trăm đến hàng nghìn năm để phân hủy tự nhiên) … là một số ví dụ.

Vì lý do này, nhiều nhà khoa học trên thế giới, không chỉ các nhà sản xuất ô tô, đang tìm kiếm các giải pháp thay thế cho pin lithium-ion, hoặc ít nhất là lithium bên trong.

Giải pháp mới nhất, theo tạp chí khoa học Vấn đềđến từ … hải sản, hay cụ thể hơn là các loài giáp xác như tôm, cua …

Để hiểu về sự thay thế này, trước tiên chúng ta phải hiểu một chút về cách thức hoạt động của pin. Ở dạng đơn giản nhất, pin bao gồm một cực dương, một cực âm và một lớp điện phân nối hai bên. Khi pin được sạc hoặc phóng điện, phản ứng oxy hóa xảy ra khi các ion tích điện từ cực dương chạy qua chất điện phân đến cực âm.

Ắc quy xe điện cần có trọng lượng và kích thước tối ưu nên nhiều giải pháp ắc quy điện phù hợp với nhiều ngành công nghiệp khác nhưng không dùng được trên ô tô – Ảnh: Hyundai

Vấn đề của pin điện, xuất phát từ lớp điện phân khi chúng rất độc và khó phân hủy, chưa kể đến khả năng ăn mòn mạnh và dễ cháy.

Dung dịch đến từ một loài giáp xác có tên là Chitosan – một vật liệu sinh học dựa trên chitin có nhiều trong vỏ ngoài của những loài này có thể được sử dụng làm chất điện phân.

Ưu điểm của lớp điện phân làm bằng Chitosan là chúng có thể phân hủy tự nhiên chỉ trong vòng 5 tháng, và không gây hại cho môi trường.

Nguồn chitosan cũng cực kỳ dễ kiếm vì vỏ của các loài tôm và cua có thể được lấy từ chất thải hải sản. Ngoài ra, những vật liệu đi cùng chất điện phân trên có thể dùng kẽm thay vì chì, hay gần đây là liti – một chất dễ tái chế và cũng dễ kiếm hơn rất nhiều.

Như vậy, một loại pin từ Chitosan và kẽm sẽ giải quyết hiệu quả hai mối quan tâm: môi trường và giá thành. Tuy nhiên, họ có một lợi thế hơn. Loại pin này có thể giữ lại 99,7% dung lượng pin sau 1.000 chu kỳ sạc – xả thay vì 70-75% như thường thấy ở pin kẽm thông thường, và ngang ngửa với pin lithium-ion.

Vấn đề duy nhất khiến các nhà khoa học đau đầu khi áp dụng giải pháp mới này là kích thước và trọng lượng. Ngay cả với những ưu điểm kể trên, việc kích thước của ắc quy có thể tăng gấp đôi, gấp ba đã khiến trang bị này không còn khả thi trên những chiếc xe yêu cầu sự nhỏ gọn.