Một nghiên cứu gần đây đề xuất một giải pháp tiềm năng lấy cảm hứng từ hoạt động cơ bản của xà phòng. Xà phòng tạo ra các cấu trúc mixen có khả năng thu giữ và loại bỏ vi khuẩn, dầu và cặn bẩn một cách hiệu quả khi kết hợp với nước, đóng vai trò là cầu nối giữa nước và các chất được làm sạch.
(Ảnh: IAN KINGTON/AFP qua Getty Images)
Sân vận động được phản chiếu trong các bong bóng trước trận đấu bóng đá Ngoại hạng Anh giữa West Ham United và Chelsea tại Sân vận động London, phía đông London vào ngày 9 tháng 12 năm 2017.
Khám phá các chất điện giải lấy cảm hứng từ xà phòng
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương đã lấy cảm hứng từ quá trình này để phát triển một chất điện phân nồng độ cao mới. Chất điện phân cải tiến này có thể giải quyết những thách thức đối với pin làm từ kim loại. Bước đột phá này đạt được bằng cách xác định sự hiện diện của các cấu trúc giống như mixen trong chất điện phân, giống như những cấu trúc được quan sát thấy trong xà phòng.
Mặc dù nó đã cho thấy nhiều hứa hẹn trong thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, Kỹ thuật thú vị báo cáo rằng tiềm năng đầy đủ và sự phát triển hơn nữa của nó vẫn bị hạn chế bởi sự hiểu biết hạn chế về các cơ chế cơ bản của nó. Nghiên cứu này nhằm mục đích làm sáng tỏ những khía cạnh này. Nghiên cứu đã đưa ra một lý thuyết thống nhất để giải thích hiệu suất nâng cao của chất điện phân độc đáo.
Các phát hiện của nghiên cứu cho thấy rằng trong bối cảnh này, dung môi đảm nhận vai trò của chất hoạt động bề mặt, bao bọc muối có nồng độ cao hơn ở lõi của mixen đồng thời liên kết chất pha loãng và muối. Bin Li, nhà khoa học cấp cao của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và là người đóng góp chính cho nghiên cứu, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của phát hiện này.
Sự hiểu biết mới về quy trình này đã cung cấp cho các nhà nghiên cứu những công cụ để thiết lập nồng độ và tỷ lệ tối ưu cần thiết để đạt được những phản ứng thuận lợi nhất trong pin. Kiến thức này là một bước tiến đáng kể trong việc giải quyết thách thức cơ bản trong kỹ thuật điện phân, bao gồm việc xác định sự cân bằng lý tưởng giữa các thành phần khác nhau của nó.
Cũng đọc: Tương lai của công nghệ thiết bị đeo: Các nhà nghiên cứu phát triển pin Lithium-Ion dựa trên vải có thể co giãn
Yue Qi, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Brown, đã giải thích chi tiết về sự phát triển nàynói rằng một lý thuyết đã được phát hiện, bao gồm các hướng dẫn để đạt được các tương tác mong muốn giữa muối, dung môi và chất pha loãng trong chất điện phân, hiểu được nồng độ cần thiết và cách trộn chúng.
Tiến hành thí nghiệm thực tế
Đưa khái niệm này lên một tầm cao mới, các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho đã tiến hành các thí nghiệm thực tế, khẳng định tính hợp lệ của phương pháp này trong việc sản xuất chất điện phân hiệu quả giúp nâng cao độ bền của pin kim loại lithium. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Vật liệu thiên nhiên.
Mặc dù kết quả đầy hứa hẹn nhưng nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng vẫn còn nhiều việc phải làm để vượt qua những thách thức trong thiết kế chất điện phân cho pin mật độ cao.
Thật thú vị khi xem xét rằng một giải pháp bắt nguồn từ một thứ phổ biến như xà phòng có thể nắm giữ chìa khóa để phát triển công nghệ pin. Nỗ lực hợp tác được dẫn dắt bởi Corey M. Efaw tại Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho và Qisheng Wu, một cộng tác viên nghiên cứu cấp cao tại Trường Kỹ thuật Brown.
Nghiên cứu có sự đóng góp của các nhóm tại Đại học bang Boise, Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven và Đại học Washington. Tài trợ cho công việc lý thuyết tại Brown được cung cấp bởi NASA, trong khi công việc thử nghiệm được hỗ trợ bởi Hiệp hội Pin500 của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.