Pin thể rắn đang nổi lên như một bước nhảy vọt quan trọng trong lĩnh vực công nghệ năng lượng, hứa hẹn sẽ thay đổi căn bản cách thức cung cấp năng lượng cho toàn thế giới. Với khả năng sạc nhanh chóng chỉ trong vài phút và tuổi thọ dài hơn đáng kể so với pin lithium-ion hiện tại, pin thể rắn đang được xem là tương lai của ngành công nghiệp năng lượng.
Giáo sư Cengiz S. Ozkan, đồng tác giả chính của nghiên cứu, cho biết rằng pin thể rắn đang ngày càng tiến gần hơn đến hiện thực. Bài đánh giá của nhóm nghiên cứu cho thấy khoa học đã tiến xa đến đâu và cần những bước tiếp theo nào để đưa những loại pin này vào sử dụng hàng ngày. Việc nghiên cứu và phát triển pin thể rắn không chỉ tập trung vào việc cải thiện hiệu suất mà còn hướng đến việc giải quyết các thách thức về an toàn và môi trường.
Pin thể rắn hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự pin lithium-ion, nhưng thay vì sử dụng chất lỏng dễ cháy để di chuyển các ion lithium, pin thể rắn sử dụng vật liệu rắn như gốm, polyme hoặc các hợp chất gốc sulfide. Sự thay đổi này không chỉ loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cháy nổ, mà còn cho phép sử dụng kim loại lithium nguyên chất làm cực dương, giúp pin nhẹ hơn, dung lượng cao hơn và tuổi thọ dài hơn đáng kể. Theo các nghiên cứu, pin thể rắn có thể đạt mức sạc 80% chỉ trong 12 phút, thậm chí chỉ 3 phút. Ngoài ra, pin thể rắn còn có tuổi thọ dài hơn, có thể duy trì hơn 90% dung lượng ngay cả sau 5.000 chu kỳ sạc.
Tuy nhiên, việc thương mại hóa pin thể rắn vẫn còn là một thách thức. Pin thể rắn vẫn còn đắt đỏ và khó sản xuất ở quy mô lớn. Các vấn đề về giao diện, nơi các lớp rắn gặp nhau, vẫn ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ pin. Các chuyên gia ước tính rằng vẫn còn cần thêm nhiều năm nữa để pin thể rắn thực sự đến được tay người tiêu dùng đại chúng. Các công ty lớn như Toyota, Samsung, QuantumScape và Solid Power đang đầu tư mạnh vào pin thể rắn, nhưng việc phát triển pin thể rắn sẽ cần kỹ thuật chế tạo cẩn thận, đầu tư lớn và những đột phá khoa học cơ bản để có thể hiểu và triển khai đầy đủ tiềm năng của nó.
Một trong những lợi ích tiềm năng của pin thể rắn là khả năng tái chế tốt hơn pin lỏng. Tuy nhiên, nhiều hóa chất điện phân rắn vẫn thiếu các giải pháp phục hồi bền vững. Điều này đòi hỏi sự phát triển của các công nghệ tái chế mới và hiệu quả để giảm thiểu tác động môi trường của pin thể rắn. Nhìn chung, pin thể rắn hứa hẹn sẽ là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực công nghệ năng lượng, nhưng việc phát triển và thương mại hóa loại pin này vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết.
