Nghịch lý đáng buồn, công nghệ pin hiện tại vẫn thuộc về thập niên 90

Công nghệ di động trong 2  thập kỷ qua đã có những bước phát triển đáng kinh ngạc. Máy tính giờ đây   đã được chuyển đổi từ chiếc hộp sắt cồng kềnh thành những chiếc smartphone nhỏ gọn, thứ mà chúng ta luôn luôn mang theo bên mình. Khả năng xử lý của chúng cũng mạnh mẽ hơn bất cứ một siêu máy tính nào của thập niên trước. Thậm chí, một smartwatch hiện tại cũng có thể tính toán nhanh hơn rất nhiều so với  năng lực xử lý của máy tính trên tàu vũ trụ Apollo. Tuy nhiên, thời lượng pin lại là một câu chuyện hoàn toàn khác.

Các nhà sản xuất từ Apple cho tới Samsung đã  đổ hàng triệu USD vào công cuộc nghiên cứu các phương thức mới nhằm tăng tối đa thời lượng pin. Kết quả thế nào chúng  ta đã rõ, thời lượng pin vẫn đang là bài toán đau đầu đối với cả người dùng lẫn các đại gia công nghệ. Nhiều người bi quan đã khẳng định chúng ta đã đạt đến những giới hạn của khoa học và không thể làm gì hơn. Thế nhưng, thế giới vẫn đang đau đáu tìm kiếm giải pháp thoát khỏi thực tại đáng buồn này.

Để hiểu được phần nào vấn đề này, chúng ta hãy cùng xem xét các công nghệ sản xuất pin và những thách thức mà ngành công nghiệp này phải đối mặt.

Cấu tạo pin hiện đại không có nhiều thay đổi. Bạn có thể cắt đôi viên pin để xem bên trong và sẽ thấy nó được làm chủ yếu bằng kim loại ( thành phần chính là Lithium). Cơ chế sản sinh năng lượng vẫn tương tự như trên pin Volta được sử dụng từ 200 năm trước đây. Về cơ bản thì pin được cấu tạo bởi hai phần gồm kim loại và hóa chất. Khi 2 thành phần tiếp xúc với nhau sẽ sinh ra điện và hiển nhiên thu nhỏ kích thước pin sẽ làm giảm hai thành phần này kéo theo việc dung lượng pin sẽ thấp hơn.

Cấu tạo của pin hiện đại.

Michael Sinkula- nhà đồng sáng lập và cũng là giám đốc phát triển kinh doanh của Envia Systems Inc đã bắt đầu dự án pin dung lượng cao tại California kể từ năm 1995 nhưng sau hai thập kỷ, dự án này vẫn không thể tăng gấp đôi thời lượng sử dụng của pin trên các thiết bị. Công ty Envia đã kết luận rằng, cấu tạo của pin sẽ không có gì thay đổi cho tới năm 2021.

Trong những nỗ lực để cải thiện pin Lithium-Ion, đại học Stanford vào tháng Bảy đã cho biết họ có thể tạo ra pin Lithium tinh khiết chứa nhiều năng lượng hơn nhưng để hoàn thiện được và đưa vào sử dụng thì còn cần thêm một thời gian dài.

John Goodenough, một nhà khoa học đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của pin hiện đại đang tập trung nghiên cứu vào việc cải thiện pin lithium đã nói rằng việc tìm ra các vật liệu mới để sản xuất pin đang ngày càng khó khăn và bảng tuần hoàn thì chỉ có hạn.

Hành động của các tên tuổi công nghệ?

Những doanh nghiệp khổng lồ như IBM đã thành lập đội ngũ các nhà khoa học tại cơ sở Almaden- San Jose để nghiên cứu pin công nghệ cao. Năm 2009, tập đoàn này đã cam kết trao thưởng 500.000 USD cho các nhà nghiên cứu trong dự án Battery 500 nếu thành công. Trọng tâm chính của dự án này là thay vì dựa vào carbon và các kim loại khác như trong pin Lithium-Ion, họ và các đồng sự có thể tạo ra một viên pin chứa đầy không khí tương tác với một mảnh Lithium để sản xuất điện. Nếu điều này là sự thật, khả năng giảm một nửa trọng lượng của pin là điều hoàn toàn có thể xảy ra. Tuy nhiên, dự án này vẫn đang vấp phải nhiều khó khăn khi muốn sạc pin thì chúng ta lại cần một nguồn không khí sạch và việc tạo ra chiếc máy lọc không khí để sạc điện sẽ hao tốn rất nhiều chi phí.

Bản đồ phân bố của ngành công nghiệp sản xuất pin trên toàn thế giới.

Tin tốt là các công ty đang tìm cách để kéo dài thời lượng pin trên các  thiết bị của họ trong khi chờ đợi những tiến bộ từ các nghiên cứu khoa học. Hiện tại, các nhà sản xuất đang  sử dụng 2 phương thức  để cải thiện thời lượng pin. Phương pháp thứ nhất là thu nhỏ kích thước của các thành phần phần cứng khác để nhường lại không gian cho pin trong khi cách thứ hai sẽ là tối ưu về khả năng tiêu thụ điện năng..

Đối với Apple, việc tối ưu thời lượng pin chủ yếu  tới từ việc tối ưu phần mềm. Hệ điều hành OS X Mavericks được phát hành vào cuối năm 2013 cho phép tự động tắt một số chương trình đang mở mà người sử dụng không truy cập. Sau đó, để đem lại nhiều năng lượng hơn nữa cho người dùng, Táo Khuyết cũng đã tập trung hơn vào việc tối ưu các ứng dụng chạy nên trên các thiết bị của họ..

Không chỉ riêng Apple, nhiều công ty khác cũng đang thực hiện những bước tiến tương tự với các thiết bị di động. Samsung đã thiết lập chế độ "ultra power-saving mode" cho phép kéo dài thời lượng sử dụng trên máy Galaxy S5 đến 12,5 ngày. Chế độ này chuyển màn hình từ màu bình thường sang chỉ hiển thị hai màu đen và màu xám cũng như hạn chế các ứng dụng đa phương tiện để duy trì chức năng gọi thoại, nhắn tin và lướt web cơ bản. Bên cạnh đó, Samsung cũng đang thiết kế một loại pin được cấu tạo từ gel và chất lỏng thay cho vật liệu rắn. Họ hy vọng nghiên cứu này sẽ làm cho pin an toàn và linh hoạt hơn đồng thời  giảm thiểu khả năng phát nổ. Dự kiến Samsung sẽ đưa loại pin này vào sản xuất đại trà trong năm 2015.

Tham khảo: Cnet

>> Intel ra mắt dòng chip Core M thế hệ 2 siêu tiết kiệm điện năng