Công nghệ mới dựa trên việc ion di chuyển qua các siêu tụ điện. Ion là một nguyên tử mang điện tích dương và siêu tụ điện được áp dụng để lưu trữ năng lượng trong quá trình sạc và xả, với dòng điện cao và thời gian ngắn.
Trong một thông cáo báo chí, nhà nghiên cứu Ankur Gupta từ Đại học Colorado (Mỹ) đã phát hiện rằng việc cải thiện hiệu suất di chuyển của các ion có thể làm tăng tốc độ quá trình sạc và giải phóng năng lượng, cho phép tế bào pin bên trong điện thoại được sạc từ 0% lên 100% trong một phút hoặc thậm chí ít hơn.
Gupta nhấn mạnh rằng mặc dù một số kỹ thuật này đã được áp dụng để nghiên cứu dòng chảy trong các vật liệu xốp như bể chứa dầu và lọc nước, nhưng chúng vẫn chưa được khám phá đầy đủ cho các hệ thống lưu trữ năng lượng. “Với vai trò quan trọng của năng lượng trong tương lai của hành tinh, tôi cảm thấy có cảm hứng để sử dụng kiến thức hóa học của mình để cải thiện các thiết bị lưu trữ năng lượng. Dường như chủ đề này chưa được khám phá đầy đủ, do đó đây là cơ hội lý tưởng”, Gupta bổ sung.
Sức hấp dẫn chính của siêu tụ điện là tốc độ sạc của chúng. Vậy làm thế nào để tăng tốc độ sạc và giải phóng năng lượng nhanh hơn?
Chỉ trong 1 phút sạc đầy pin, nghiên cứu này có tiềm năng lớn.
Theo Gupta, đây phần lớn do hiệu suất chuyển động ion cao hơn. Một trong những phát hiện quan trọng của các nhà nghiên cứu đó là các ion di chuyển khác với cách electron tại các giao điểm của nano lỗ nhỏ. Nghiên cứu cũng đã phát hiện ra rằng chuyển động của các ion không giống như dự kiến theo định luật Kirchhoff - công cụ quan trọng được sử dụng để xác định dòng điện trong mạch điện từ năm 1845.
Qua công trình nghiên cứu này, việc mô phỏng và dự đoán chuyển động của ion trong một mạng lưới phức tạp gồm hàng nghìn lỗ liên kết với nhau có thể được thực hiện chỉ trong vài phút. Điều này được xem như một bước tiến quan trọng trong nghiên cứu của nhóm Gupta, giúp giải quyết vấn đề chưa được giải quyết trước đó.
Chưa ai biết cần bao lâu để nghiên cứu từ phòng thí nghiệm này trở thành công nghệ có thể áp dụng trong điện thoại. Tuy nhiên, việc sạc điện thoại ngay lập tức có thể làm tiền đề để thúc đẩy sự phát triển của nghiên cứu.
