NHỮNG NGƯỜI TIÊN PHONG TRONG LĨNH VỰC ĐỔI MỚI: PIN ĐÃ THAY ĐỔI THẾ GIỚI

2/2/2020 1:09 PM

Theo thông tin từ trang web: https://energyfactor.exxonmobil.asia/

Bài viết này được đăng tải lần đầu vào năm 2016. M. Stanley Whittingham đã được trao giải thưởng Nobel hóa học vào ngày 9 tháng 10 năm 2019 nhờ việc phát triển pin sạc và nội dung sau đây đã được cập nhật để phản ánh tin tức này.

Nếu bạn đang đọc bài viết này trên điện thoại, máy tính bảng hoặc máy tính xách tay, thì có lẽ bạn nên cảm ơn Tiến sĩ M. Stanley Whittingham. Vào những năm 1970, khi làm việc tại phòng thí nghiệm nghiên cứu Clinton, New Jersey của công ty ExxonMobil, Tiến sĩ Whittingham đã tạo ra những mẫu pin đầu tiên bằng công nghệ hoàn toàn mới: pin sạc lithium-ion.

Với công trình đột phá này, Tiến sĩ Whittingham đã đồng nhận giải thưởng Nobel hóa học năm 2019 cùng với Tiến sĩ John Goodenough thuộc Đại học Texas ở Austin và Tiến sĩ Akira Yoshino thuộc Đại học Meijo ở Nagoya, Nhật Bản. Whittingham hiện là Giáo sư Danh dự về hóa học và khoa học vật liệu tại Đại học Binghamton ở New York.

Trước khi gia nhập Binghamton, Tiến sĩ Whittingham đã làm việc tại ExxonMobil. Công trình nghiên cứu của ông tại ExxonMobil đã mở đường cho sự phát triển của pin sạc lithium-ion. Cụ thể, ông và nhóm của mình đã phát hiện ra rằng khi giữ các ion lithium ở giữa các tấm titan sunfua, các ion này có thể di chuyển qua lại giữa các điểm tiếp xúc dương và âm, từ đó tạo ra điện.

Ông Sara Snogerup Linse, giáo sư vật lý – hóa học tại Đại học Lund ở Thụy Điển, chủ tịch Hội đồng Nobel Hóa học nhận định: Với pin lithium-ion, “chúng ta đã mở ra một cuộc cách mạng kỹ thuật”.

Pin sạc đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ kể từ lần đầu tiên Whittingham đề xuất phương án của ông. Tuy nhiên, pin sạc khi đó chỉ là các pin axit chì cồng kềnh – loại vẫn được thấy trên nhiều mẫu  xe ô tô hiện nay. Mặc dù pin kẽm carbon dùng một lần cung cấp năng lượng cho bộ điều khiển từ xa cũng khá phổ biến, nhưng việc thay pin sau mỗi lần sạc cho thiết bị ngốn nhiều pin hơn như máy tính sẽ gây phiền toái và tốn kém.

XOM_StanleyWhittingham

TIẾN SĨ WHITTINGHAM VÀO NĂM 1979 TRONG MỘT ẤN PHẨM NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT CỦA EXXON. BÌA PHẢI LÀ TIẾN SĨ WHITTINGHAM, HIỆN LÀ GIÁO SƯ TẠI ĐẠI HỌC BANG BINGHAMTON. CHÚ THÍCH HÌNH ẢNH: EXXONMOBIL, TIẾN SĨ M. STANLEY WHITTINGHAM

Nghiên cứu ban đầu đề xuất rằng có thể dùng lithium kim loại phản ứng mạnh để tích trữ năng lượng, nhưng Tiến sĩ Whittingham là người đầu tiên tìm ra cách hoàn thành việc đó ở nhiệt độ phòng mà không dẫn đến nguy cơ cháy nổ. Thiết kế ban đầu của ông sử dụng titan sunfua, vật liệu 2,5 vôn và thiết kế xen kẽ (hoặc chèn các ion theo cách có thể tháo rời) khá là logic và tạo cơ sở cho pin lithium-ion hiện đại.

Vào năm 1980, Tiến sĩ Whittingham đã làm việc với người đồng nghiệp đoạt giải Nobel là Tiến sĩ Goodenough tại Đại học Texas ở Austin để cải thiện phát minh đột phá ban đầu của mình bằng cách sử dụng các oxit kim loại và các vật liệu 4 vôn trở hơn. Dựa trên công trình đó, ở bên kia thế giới, Tiến sĩ Yoshino tại Nhật Bản đã có thể phát triển pin lithium-ion thương mại đầu tiên.

Công nghệ lithium-ion với mật độ năng lượng cao hiện cấp nguồn cho máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại di động và hầu hết các loại ô tô điện. Thậm chí, công nghệ này còn cho phép các máy bay chạy bằng năng lượng mặt trời, như mẫu Solar Impulse 2 từng lập kỷ lục, tiếp tục bay sau khi mặt trời lặn. Các lưới điện dựa trên những nguồn năng lượng không ổn định như năng lượng mặt trời hoặc gió cũng bắt đầu dựa vào pin lithium-ion lớn để tích trữ năng lượng trong những thời điểm nhu cầu vượt quá công suất.

Nhờ tham khảo công trình nghiên cứu của nhau, Tiến sĩ Whittingham, Tiến sĩ Goodenough và Tiến sĩ Yoshino đã biến nghiên cứu đột phá này thành một đổi mới làm biến đổi cách thế giới sử dụng và tích trữ năng lượng.

Chú thích hình ảnh: Bộ sưu tập lịch sử ExxonMobil, [số mã nhận dạng: di_10643-di_10650], Trung tâm tư liệu về lịch sử Hoa Kỳ Dolph Briscoe, Đại học Texas ở Austin

Nguồn:
Forbes: Solar Plane Takes To The Skies Again To Display Clean Energy’s Potential
Pipe Dream: BU professor recognized for contributions to creation of lithium-ion battery
Quartz: The man who brought us the lithium-ion battery at the age of 57 has an idea for a new one at 92