Nhóm nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Vật liệu Mới và Công nghệ Tiên tiến ở Ai Cập phát triển một phương pháp nhanh chóng và rẻ tiền tổng hợp các vật liệu nano photphat kim loại kiềm để sử dụng trong pin natri-ion.
Với nhu cầu ngày càng tăng đối với các trang thiết bị chạy bằng
pin như ô tô và điện thoại, các nhà khoa học tập trung vào phát triển pin với mục
đích làm cho pin rẻ hơn, lưu trữ điện năng hiệu quả hơn. Hiện nay, pin
lithium-ion là dạng pin tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi. Nhưng lithium ngày
càng khó khai thác do trữ lượng không nhiều., vì vậy cần phải tìm kiếm một giải
pháp thay thế ưu việt hơn.
Cho đến nay, pin natri-ion dường như có nhiều hứa hẹn nhất.
Natri khá dồi dào và dễ khai thác, pin làm bằng natri thân thiện môi trường hơn
nhiều so với pin làm bằng lithium, an toàn hơn do không gây ra nguy cơ cháy nổ.
Nhưng hiện nay, chế tạo những loại pin như vậy vẫn đòi hỏi
nhiều chi phí hơn so với pin lithium-ion. Vì lithium được thay thế bằng natri
do nhằm đạt được chi phí thấp, nên cần có một phương pháp xử lý rẻ để duy trì
giá thành pin ở mức thấp nhất có thể.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm các nhà khoa học Ai Cập đang
tìm cách chế tạo pin với giá thành thấp hơn. Trong một nghiên cứu gần đây, các
nhà khoa học Ai Cập phát triển một phương pháp sản xuất liên quan đến việc sử dụng
vi sóng làm cơ chế gia nhiệt.
Các nhà khoa học Ai Cập đã phát triển một phương pháp tổng hợp
cực nhanh sử dụng độ hấp thụ vi sóng cao của hàm lượng cacbua silic trong tro
rơm rạ. Quy trình của phương pháp mới là trộn các vật liệu Fe3(PO4)2 , 8H2O,
Na2HPO4, glucozơ và than hoạt tính ACB. Sau khi trộn, vật liệu được nghiền nhỏ
và sau đó được đặt trong một thiết bị vi sóng (các nhà nghiên cứu sử dụng lò vi
sóng tiêu chuẩn có sẵn) cùng với hỗn hợp tro rơm rạ để tạo điều kiện làm nóng.
Quy trình tổng hợp natri sắt photphat bằng máy nghiền bi và vi sóng hỗ trợ , sử dụng trong pin natri -ion và siêu tụ điện natri-ion. Ảnh Báo cáo Khoa học (2022).
Sau khi nung nóng và làm lạnh, vật liệu tạo thành là hỗn hợp
vô định hình/maricit của vật liệu tổng hợp natri sắt photphat-cacbon (NaFePO
4-C) được tổng hợp, kết tinh và phủ carbon bằng cách sử dụng gia nhiệt vi sóng
một bước, có thể được sử dụng để tạo ra cực âm pin natri-ion. Các nhà nghiên cứu
cho biết, quá trình làm nóng xảy ra trong khoảng 60 giây, kỹ thuật xử lý này
nhanh hơn đáng kể so với những kỹ thuật khác đã được thử nghiệm và không liên
quan đến việc sử dụng khí trơ có độ tinh khiết cao trong bất kỳ giai đoạn xử lý
nào. Ưu điểm này làm giảm đáng kể chi phí sản xuất.
Kỹ thuật sản xuất vật liệu dành cho pin natri – ion của các
nhà khoa học Ai Cập được đăng trên tạp chí Scientific Reports.
Các nhà khoa học nhấn mạnh, ngoài việc sử dụng kỹ thuật này
để sản xuất pin natri-ion, quy trình cũng được sử dụng để sản xuất siêu tụ điện
ion natri.