Sắp xuất hiện loại pin làm từ phấn hoa

Ý tưởng về việc sử dụng phấn hoa thành điện cực dương của pin xuất hiện khi Jialiang Tang tiến hành đọc các nghiên cứu trước kia về pin, cấu trúc vi mô của hạt phấn và quá trình carbon hóa các của hợp chất sinh học.

Nhắc đến phấn hoa, chúng ta thường nghĩ đến vai trò của nó đối với một loại cây bất kỳ trong việc thụ phấn duy trì nòi giống và không người bị dị ứng với phấn hoa nên đối với nhiều người phấn hoa là một thứ khá vô dụng với cuộc sống của họ. Mặc dù vậy, các nhà khoa học tại đại học Purdue, bang Indiana, Mỹ có thể sẽ thay đổi được góc nhìn đã thông báo việc đang tiến hành phát triển một loại pin hoàn toàn mới với thành phần chính là phấn hoa.

Cho dù nghiên cứu này mới đi những bước đi đầu tiên, nghiên cứu sinh trước tiến sỹ Jialiang Tang - tác giả của dự án này - cho biết anh cùng các đồng nghiêp đang tìm cách thay thế than chì trong lõi của pin lithium-ion bằng phấn hoa. Jialiang cũng bật mí rằng ý tưởng về việc sử dụng phấn hoa thành điện cực dương của pin xuất phát sau khi anh tiến hành đọc các nghiên cứu trước kia về pin, cấu trúc vi mô của hạt phấn và quá trình carbon hóa các của hợp chất sinh học.

Chúng ta đều biết pin có hai điện cực, được gọi là cathode (cực âm) và anode (cực dương). Khi cả hai cưc được kết nối bởi một sợi dây dẫn điện, các electron sẽ di chuyển dọc theo mạch này và tạo ra một dòng electron - hay con gọi là dòng điện. Hiện tại, pin lithium-ion vốn thông dụng ở hầu hết các thiết bị công nghệ như laptop hay smartphone đều sử dụng anode bằng than chì từ năm 1991. Mặc dù vậy, công nghệ càng phát triển thì pin lithium-ion càng lộ rõ những yếu điểm về thời gian sử dụng cũng như độ bền cơ học, đó là lý do khiến các nhà khoa học không ngừng nghiên cứu để tìm ra một loại pin mới thay thể với những ưu điểm vượt trội hơn.

Một thành viên khác của nhóm nghiên cứu, tiến sỹ Vilas Pol, cho biết phấn hoa có đầy đủ tiềm năng để trờ thành anode cho một loại pin mới nhờ cấu trúc carbon đặc biệt sau khi đã qua xử lý hóa học. Cụ thể, đội ngũ nghiên cứu đã chú ý đến hai loại phấn hoa có nguồn gốc tự nhiên và có trữ lượng dồi dào là: phấn ong và phấn hoa của cây hương bồ. Các nhà khoa học đã lấy mẫu 2 loại phấn hoa này và đưa chúng vào buồng xử lý nhiệt phân chứa khí argon ở nhiệt độ cao, thành phẩm là những hạt carbon nguyên chất. Sau đó, khí oxy được bơm thêm vào để tọa ra những lỗ trống trong cấu trúc tinh thể của carbon.

Lượng carbon này sẽ được ghép với nhau thành anode của một loại pin trong điều kiện thí nghiệm để đội ngũ nghiên cứu kiểm tra khả năng sạc và xả điện của chúng. Kết quả cho thấy để sạc đầy thì cần tới 10 tiếng đồng hồ nhưng chỉ cần sạc 1 tiếng là đã vượt qua một nửa dung lượng pin. Phấn hoa của cây hương bồ cho hiệu suất tốt hơn so với phấn ong khi ở điều kiện 50 độ C anod làm từ carbon hoạt hóa của phấn hoa của cây hương bồ pin có công suất sạc lên tới 590 mAh/g, đối với điều kiện 25 độ C thì con số này là 382 mAh/g.

Tiến sỹ Vilas Pol cho biết con số này thực sự ấn tượng nếu so với công suất sạc lý thuyết của than chi là 372 mAh/g và đạt dung lượng 200 mAh sau 1 tiếng sạc. Mặc dù mới chỉ diễn ra trong điều kiện thí nghiệm, loại pin mới sử dụng anode từ các loại phấn hoa đã cho thấy tiềm năng của mình và đội ngũ nghiên cứu rất hi vọng sẽ nhanh chóng hoàn thành dự án để sẵn sàng đăng ký bằng sáng chế.