Công nghệ sạc pin nhanh gấp đôi

Hai nhà khoa học tại trường Đại học California, San Diego, vừa phát triển những thuật toán giúp quá trình sạc pin lithium-ion giảm một nửa.
Trở ngại lớn nhất ngăn cản sự tiện lợi của xe chạy bằng điện chính là pin dùng để cung cấp năng lượng cho các xe này. Trong khi các xe dùng động cơ đốt trong chỉ cần mất vài phút để nạp nhiên liệu, xe điện cần thời gian sạc pin đến hàng giờ liền. Các kĩ sư tại trường Đại học California, San Diego (UCSD), đã phát triển những thuật toán mới để cải thiện năng suất của pin lithium-ion, cho phép pin này sạc nhanh gấp hai lần so với tốc độ sạc hiện nay.

Đối mặt với những hạn chế của pin thông thường, hãng Toyota vừa thông báo về việc hạn chế dòng xe điện Scion iQ EV microcar để tập trung hơn cho các dòng xe dùng 2 hay nhiều nguồn năng lượng khác nhau. Hầu hết các nghiên cứu cố gắng vượt qua hạn chế của pin lithium-ion bằng các tập trung vào các vật liệu mới như grapheme, carbon nanotubes và đường. Tuy nhiên, mới đây, Giáo sư Miroslav Krstic và nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ Scott Moura tại UCSD đã tạo ra những thuật toán ước tính phức tạp, hứa hẹn hỗ trợ cho công nghệ pin lithium-ion tiên tiến hơn.
Pin lithium-ion có 3 lớp: 1 anode, 1 cathode và 1 lớp màng ngăn, tất cả tạo thành một hình trụ. Khi được sạc đầy, các ion lithium sẽ được giữ ở anode trước khi di chuyển qua lớp màng ngăn để đến cathode, truyền năng lượng cho thiết bị mà pin được kết nối. Việc nhận biết vị trí của các ion trong anode sẽ giúp xác định xem pin có đang hoạt động đúng hay không. Tuy nhiên, vì các ion thường được giữ ở sâu trong những hạt có hình dạng bất thường bên trong anode, việc nhận biết này rất khó khăn.
Vì thế, các nhà sản xuất hiện nay chỉ có thể theo dõi tình trạng pin bằng cách đo đạc dòng điện. Giáo sư Krstic cho biết đây là một phương pháp khá thô, tạo nên các loại pin quá cỡ, nặng hơn và cũng đắt đỏ hơn, đồng thời có thời gian sạc lâu hơn.
Thuật toán ước tính và điều khiển do Krstic và Moura tạo ra cho phép họ ước tính vị trí của các vi hạt nhằm tận dụng dung lượng anode một cách an toàn và hiệu quả nhất. Thuật toán này cũng có thể ước tính “sức khỏe” của pin theo thời gian. Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp này giảm chi phí sản xuất pin lithium-ion 25%, giúp pin vận hành được các bộ máy mạnh mẽ hơn và giảm thời gian sạc pin còn 1 nửa.

Khatech Education – Theo quantrimang