Mya Le Thai tại trường Đại Học University of California, Irvine (UCI) vừa khám phá ra cách gia tăng sức mạnh của những dây nano có thể được dùng để tạo ra những cục pin lithium-ion bền đến mức hầu như không bao giờ hỏng.
Mya Le Thai và cùng phát minh sẽ làm thay đổi thế giới.
Người đứng đằng sau khám phá quan trọng có tính cách mạng trong kỹ nghệ pin điện này là cô Mya Le Thai, một nghiên cứu sinh gốc Việt đang chuẩn bị lấy bằng Tiến Sĩ tại Đại Học UCI.
Từ lâu nay, các nhà nghiên cứu vẫn tìm cách sử dụng dây nano trong pin điện, bởi vì những sợi này mỏng hơn sợi tóc người hàng ngàn lần, có tính dẫn điện tốt và có diện tích bề mặt lớn để chứa cũng như truyền hạt điện tử. Vấn đề họ gặp phải chính là, dây nano cực kỳ mỏng manh và nhanh chóng bị phá hủy sau nhiều lần mất điện và nạp điện.
Mya Le Thai giải bài toán về tính dễ vỡ này bằng cách bọc một sợi nano vàng trong một lớp vỏ manganese dioxide, rồi gói toàn bộ trong một chất điện phân làm bằng một chất gel giống như Plexiglas. Kết hợp này đã giúp cho sợi nano bên trong trở nên bền vững hơn nhiều lần.
Phát minh này được công bố hôm Thứ Năm tuần này trong Bản Tin Năng Lượng của Hiệp Hội Hóa Học Mỹ.
Bản tin dẫn lời ông Reginald Penner, Trưởng khoa Hóa Học tại UCI, nói rằng trong những thí nghiệm của mình, Mya Le Thai đã nạp đi nạp lại cấu trúc sợi nano do cô chế tạo hàng trăm ngàn lần. Ông Penner cho biết, thông thường loại sợi này chỉ nạp chừng 6-7,000 lần là bị hủy.
Kết quả của phát minh này là những cục pin điện bền cả một đời người sẽ được dùng trong máy điện toán, điện thoại thông minh, đồ gia dụng, xe hơi và cả phi thuyền.
Mya Le Thai đã nghiên cứu về công nghệ nano trong chương trình cử nhân tại Đại Học UCLA. Cô làm trưởng phụ tá giáo sư tại UCI trong hơn 2 năm sau đó. Năm 2015, cô đến Washington D.C. làm việc tại Trung Tâm Nghiên Cứu Năng Lượng Tiên Phong thuộc Bộ Năng Lượng Hoa Kỳ, trước khi trở về lại UCI đảm nhận một số công việc tổ chức cho các ban nghiên cứu về công nghệ nano cho trường đại học.
Hiện nay Mya Le Thai đang theo đuổi chương trình Tiến Sĩ Hóa Học Vật Lý tại UCI.
UCI chemists create battery technology with off-the-charts charging capacity
Irvine, Calif., April 20, 2016 — University of California, Irvine researchers have invented nanowire-based battery material that can be recharged hundreds of thousands of times, moving us closer to a battery that would never require replacement. The breakthrough work could lead to commercial batteries with greatly lengthened lifespans for computers, smartphones, appliances, cars and spacecraft.
Scientists have long sought to use nanowires in batteries. Thousands of times thinner than a human hair, they’re highly conductive and feature a large surface area for the storage and transfer of electrons. However, these filaments are extremely fragile and don’t hold up well to repeated discharging and recharging, or cycling. In a typical lithium-ion battery, they expand and grow brittle, which leads to cracking.
UCI researchers have solved this problem by coating a gold nanowire in a manganese dioxide shell and encasing the assembly in an electrolyte made of a Plexiglas-like gel. The combination is reliable and resistant to failure.
The study leader, UCI doctoral candidate Mya Le Thai, cycled the testing electrode up to 200,000 times over three months without detecting any loss of capacity or power and without fracturing any nanowires. The findings were published today in the American Chemical Society’s Energy Letters.
Hard work combined with serendipity paid off in this case, according to senior author Reginald Penner.
“Mya was playing around, and she coated this whole thing with a very thin gel layer and started to cycle it,” said Penner, chair of UCI’s chemistry department. “She discovered that just by using this gel, she could cycle it hundreds of thousands of times without losing any capacity.”
“That was crazy,” he added, “because these things typically die in dramatic fashion after 5,000 or 6,000 or 7,000 cycles at most.”
The researchers think the goo plasticizes the metal oxide in the battery and gives it flexibility, preventing cracking.
“The coated electrode holds its shape much better, making it a more reliable option,” Thai said. “This research proves that a nanowire-based battery electrode can have a long lifetime and that we can make these kinds of batteries a reality.”
The study was conducted in coordination with the Nanostructures for Electrical Energy Storage Energy Frontier Research Center at the University of Maryland, with funding from the Basic Energy Sciences division of the U.S. Department of Energy.
No comments:
Post a Comment