Trong khi thị trường vẫn phụ thuộc lớn vào pin lithium-ion, một bước tiến đột phá đang đến từ Singapore – nơi các nhà khoa học đã phát triển thành công pin kẽm-ion với hiệu suất vượt trội, nhờ vào ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI).

Từ góc nhìn của Máy Tính CDC – đơn vị luôn quan tâm đến các xu hướng công nghệ năng lượng sạch – đây không chỉ là bước ngoặt của ngành pin, mà còn là minh chứng cho việc AI đang thay đổi cách chúng ta thiết kế vật liệu và thiết bị trong tương lai.

Singapore phát triển thành công pin kẽm-ion với hiệu suất vượt trội nhờ ứng dụng AI

AI giúp khắc phục nhược điểm của pin kẽm-ion

Pin kẽm-ion từ lâu đã được xem là lựa chọn an toàn và thân thiện với môi trường so với pin lithium-ion. Tuy nhiên, điểm yếu cố hữu của pin kẽm-ion lâu nay là hiện tượng hình thành tinh thể kim loại (dendrite) – gây đoản mạch, giảm tuổi thọ, và làm mất an toàn khi sử dụng.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Nanyang (NTU), Singapore, do TS Edison Huixiang Ang dẫn đầu, đã sử dụng AI để phân tích hơn 168.000 tổ hợp vật liệu trong thời gian ngắn, rút ngắn đáng kể quá trình nghiên cứu truyền thống mất nhiều năm.

Kết quả đã tìm ra một lớp vật liệu khung cơ-kim (MOF) mới có thành phần từ cerium và sắt, đóng vai trò ngăn chặn hình thành dendrite trong suốt chu kỳ sạc-xả.

Tiến sĩ Edison Huixiang Ang - người dẫn đầu nghiên cứu cải tiến pin kẽm-ion

Hiệu suất vượt trội và tuổi thọ kéo dài

Thử nghiệm thực tế cho thấy, với lớp MOF mới, pin kẽm-ion đạt được:

• Hiệu suất: Gần như tối đa (99,8%) sau hơn 1.400 chu kỳ sử dụng
• Tổng thời gian vận hành: Hơn 4.300 giờ liên tục
• Độ ổn định và an toàn: Cao hơn nhiều so với pin lithium-ion thông thường

Những con số này đủ sức thuyết phục không chỉ giới nghiên cứu mà cả các nhà sản xuất thiết bị điện tử và phương tiện giao thông xanh.

Triển vọng ứng dụng trong xe điện và thiết bị di động

Dù chưa được thương mại hóa ngay lập tức, nhưng công nghệ này mở ra tiềm năng lớn, đặc biệt trong các lĩnh vực:

• Smartphone: hoạt động lâu hơn, ít chai pin, an toàn hơn do không dễ cháy nổ
• Xe điện: pin bền hơn, chi phí thay thế thấp, tăng độ an toàn và giảm tác động môi trường
• Hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn: ngành năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện gió

Pin kẽm-ion mới có tiềm năng lớn để áp dụng lên xe điện và các thiết bị di động trong tương lai

Nếu rào cản về mật độ năng lượng và tốc độ xả dòng cao được tiếp tục giải quyết, pin kẽm-ion hoàn toàn có thể thay thế một phần thị trường pin lithium-ion hiện nay.

AI – Chìa khóa mở ra tương lai năng lượng bền vững

Theo TS Ang, người dẫn đầu nghiên cứu, chính việc tích hợp AI vào quy trình nghiên cứu vật liệu truyền thống là yếu tố tạo nên đột phá:

• AI giúp dự đoán hành vi vật liệu nhanh hơn
• Phát hiện các cấu trúc vật liệu bị bỏ qua do quá phức tạp
• Giảm thời gian thử nghiệm thực tế, tăng độ chính xác

“AI không chỉ là công cụ, mà là chìa khóa mở ra những khả năng tưởng như không giới hạn”, ông chia sẻ trong báo cáo công bố kết quả tại NTU.

Việc tích hợp AI vào quy trình nghiên cứu vật liệu truyền thống là yếu tố tạo nên đột phá

Kết luận

Đột phá trong công nghệ pin kẽm-ion tại Singapore không chỉ giải quyết được những hạn chế trước đây mà còn mở ra hướng đi mới cho lưu trữ năng lượng bền vững. Với tuổi thọ cao, hiệu suất gần như không suy giảm và cấu trúc an toàn, pin kẽm-ion có tiềm năng trở thành trụ cột cho thế hệ thiết bị năng lượng sạch tiếp theo. Ứng dụng AI trong nghiên cứu không chỉ rút ngắn thời gian phát triển mà còn nâng tầm toàn bộ ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng.

Máy Tính CDC – Luôn đồng hành cùng công nghệ xanh & bền vững

Tại Máy Tính CDC, chúng tôi luôn theo dõi sát sao các xu hướng đổi mới công nghệ để:

• Tư vấn giải pháp thiết bị thân thiện môi trường
• Cung cấp sản phẩm công nghệ chính hãng phù hợp xu thế
• Đồng hành cùng doanh nghiệp trong hành trình chuyển đổi số và xanh hóa vận hành

Truy cập website để khám phá thêm các giải pháp thiết bị tối ưu.
Hoặc liên hệ để nhận tư vấn cấu hình tiết kiệm – hiệu quả – bền vững cho doanh nghiệp!