[Mật độ năng lượng của pin lithium trong tương lai có thể đạt từ 1,5 đến 2 lần so với hiện tại, điều này có nghĩa là pin sẽ trở nên nhỏ hơn.]
[Khả năng giảm chi phí pin lithium-ion tối đa chỉ từ 10% đến 30%. Rất khó để giảm giá thành xuống một nửa.]
Từ điện thoại thông minh đến ô tô điện, công nghệ pin đang dần len lỏi vào mọi khía cạnh của cuộc sống. Vậy, tương lai của công nghệ pin sẽ phát triển theo hướng nào và sẽ mang lại những thay đổi gì cho xã hội? Với những câu hỏi đó, phóng viên của First Financial đã phỏng vấn Akira Yoshino vào tháng trước, một nhà khoa học người Nhật Bản đã đoạt giải Nobel Hóa học năm nay nhờ công nghệ pin lithium-ion.
Theo Yoshino, pin lithium-ion vẫn sẽ thống trị ngành công nghiệp pin trong 10 năm tới. Sự phát triển của các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật sẽ mang đến những thay đổi “không thể tưởng tượng nổi” đối với triển vọng ứng dụng của pin lithium-ion.
Sự thay đổi không thể tưởng tượng nổi
Khi Yoshino biết đến thuật ngữ “di động”, ông nhận ra rằng xã hội cần một loại pin mới. Năm 1983, pin lithium đầu tiên trên thế giới ra đời tại Nhật Bản. Yoshino Akira đã chế tạo nguyên mẫu pin lithium-ion sạc lại đầu tiên trên thế giới, và sẽ có đóng góp to lớn vào sự phát triển của pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong điện thoại thông minh và xe điện trong tương lai.
Tháng trước, Akira Yoshino đã chia sẻ trong một cuộc phỏng vấn độc quyền với Nhà báo Tài chính số 1 rằng sau khi biết tin mình đoạt giải Nobel, ông “không có cảm xúc thật sự nào”. “Những cuộc phỏng vấn sau đó khiến tôi rất bận rộn, và tôi không thể quá vui mừng”, Akira Yoshino nói. “Nhưng khi ngày nhận giải vào tháng 12 đến gần, thực tế về giải thưởng càng trở nên rõ ràng hơn”.
Trong 30 năm qua, 27 người Nhật Bản hoặc các học giả Nhật Bản đã đoạt giải Nobel Hóa học, nhưng chỉ có hai người trong số họ, bao gồm cả Akira Yoshino, nhận giải với tư cách là nhà nghiên cứu trong doanh nghiệp. “Ở Nhật Bản, các nhà nghiên cứu từ các viện nghiên cứu và trường đại học thường nhận được giải thưởng, và rất ít nhà nghiên cứu trong doanh nghiệp từ ngành công nghiệp đoạt giải”, Akira Yoshino nói với nhà báo của First Financial Journalist. Ông cũng nhấn mạnh kỳ vọng vào ngành công nghiệp. Ông tin rằng có rất nhiều nghiên cứu tầm cỡ Nobel trong các công ty, nhưng ngành công nghiệp Nhật Bản cần cải thiện khả năng lãnh đạo và hiệu quả hoạt động của mình.
Yoshino Akira tin rằng sự phát triển của các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và Internet vạn vật sẽ mang lại những thay đổi “không thể tưởng tượng nổi” cho triển vọng ứng dụng của pin lithium-ion. Ví dụ, sự tiến bộ của phần mềm sẽ đẩy nhanh quá trình thiết kế pin và phát triển vật liệu mới, đồng thời có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng pin, cho phép pin được sử dụng trong môi trường tối ưu nhất.
Yoshino Akira cũng rất quan tâm đến đóng góp của nghiên cứu của mình trong việc giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu. Ông chia sẻ với nhà báo của First Financial Journalist rằng ông được trao giải thưởng vì hai lý do. Thứ nhất là đóng góp vào sự phát triển của một xã hội di động thông minh; thứ hai là cung cấp một phương tiện quan trọng để bảo vệ môi trường toàn cầu. “Đóng góp cho việc bảo vệ môi trường sẽ ngày càng trở nên rõ ràng hơn trong tương lai. Đồng thời, đây cũng là một cơ hội kinh doanh tuyệt vời”, Akira Yoshino nói với phóng viên tài chính.
Trong một buổi giảng tại Đại học Meijo, giáo sư Yoshino Akira đã nói với sinh viên rằng, trước kỳ vọng cao của công chúng về việc sử dụng năng lượng tái tạo và pin như một biện pháp đối phó với hiện tượng nóng lên toàn cầu, ông sẽ cung cấp thông tin của riêng mình, bao gồm cả những suy nghĩ về các vấn đề môi trường.
Ai sẽ thống trị ngành công nghiệp pin?
Sự phát triển của công nghệ pin đã tạo nên một cuộc cách mạng năng lượng. Từ điện thoại thông minh đến ô tô điện, công nghệ pin hiện diện khắp mọi nơi, thay đổi mọi khía cạnh trong cuộc sống của con người. Việc pin trong tương lai có mạnh mẽ hơn và giá thành thấp hơn hay không sẽ ảnh hưởng đến mỗi chúng ta.
Hiện nay, ngành công nghiệp đang tập trung vào việc cải thiện độ an toàn của pin đồng thời tăng mật độ năng lượng của pin. Việc cải thiện hiệu suất pin cũng góp phần giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu thông qua việc sử dụng năng lượng tái tạo.
Theo Yoshino, pin lithium-ion vẫn sẽ thống trị ngành công nghiệp pin trong 10 năm tới, nhưng sự phát triển và nổi lên của các công nghệ mới cũng sẽ tiếp tục củng cố giá trị và triển vọng của ngành. Yoshino Akira nói với First Business News rằng mật độ năng lượng của pin lithium trong tương lai có thể đạt gấp 1,5 đến 2 lần so với hiện tại, điều đó có nghĩa là pin sẽ nhỏ hơn. “Điều này làm giảm lượng vật liệu và do đó giảm chi phí, nhưng sẽ không có sự giảm đáng kể về giá thành vật liệu.” Ông nói, “Việc giảm chi phí pin lithium-ion nhiều nhất chỉ từ 10% đến 30%. Muốn giảm giá xuống một nửa thì khó hơn nhiều.”
Liệu các thiết bị điện tử sẽ sạc nhanh hơn trong tương lai? Trả lời câu hỏi này, Akira Yoshino cho biết điện thoại di động có thể sạc đầy trong 5-10 phút, điều này đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, sạc nhanh đòi hỏi điện áp cao, điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ pin. Trong nhiều trường hợp thực tế, người dùng có thể không cần sạc quá nhanh.
Từ những loại pin axit chì đời đầu, đến pin niken-kim loại hydrua – trụ cột của các công ty Nhật Bản như Toyota, cho đến pin lithium-ion được Tesla Roaster sử dụng năm 2008, pin lithium-ion lỏng truyền thống đã thống trị thị trường pin năng lượng trong mười năm qua. Trong tương lai, mâu thuẫn giữa mật độ năng lượng và yêu cầu an toàn với công nghệ pin lithium-ion truyền thống sẽ ngày càng trở nên rõ rệt.
Đáp lại những thử nghiệm và sản phẩm pin thể rắn từ các công ty nước ngoài, Akira Yoshino cho biết: “Tôi nghĩ pin thể rắn đại diện cho hướng đi tương lai, và vẫn còn nhiều dư địa để cải tiến. Tôi hy vọng sẽ sớm thấy những tiến bộ mới.”
Ông cũng cho biết pin thể rắn có công nghệ tương tự như pin lithium-ion. “Nhờ sự cải tiến công nghệ, tốc độ di chuyển của pin lithium-ion cuối cùng có thể đạt tốc độ gấp khoảng 4 lần so với pin lithium-ion hiện tại”, Akira Yoshino nói với phóng viên của First Business News.
Pin thể rắn là loại pin lithium-ion sử dụng chất điện phân thể rắn. Vì chất điện phân thể rắn thay thế chất điện phân hữu cơ dễ gây nổ trong pin lithium-ion truyền thống, điều này giải quyết được hai vấn đề chính về mật độ năng lượng cao và hiệu suất an toàn cao. Pin sử dụng chất điện phân thể rắn có mật độ năng lượng cao hơn, đồng thời có công suất lớn hơn và thời gian sử dụng lâu hơn, đây là xu hướng phát triển của thế hệ pin lithium tiếp theo.
Tuy nhiên, pin thể rắn cũng đối mặt với những thách thức như giảm chi phí, cải thiện độ an toàn của chất điện phân rắn và duy trì sự tiếp xúc giữa điện cực và chất điện phân trong quá trình sạc và xả. Hiện nay, nhiều tập đoàn ô tô khổng lồ trên toàn cầu đang đầu tư mạnh vào nghiên cứu và phát triển pin thể rắn. Ví dụ, Toyota đang phát triển pin thể rắn, nhưng chi phí không được tiết lộ. Các viện nghiên cứu dự đoán rằng đến năm 2030, nhu cầu pin thể rắn toàn cầu dự kiến sẽ đạt gần 500 GWh.
Giáo sư Whitingham, người cùng nhận giải Nobel với Akira Yoshino, cho biết pin thể rắn có thể là loại pin đầu tiên được sử dụng trong các thiết bị điện tử nhỏ như điện thoại thông minh. "Bởi vì vẫn còn những vấn đề lớn trong việc ứng dụng vào các hệ thống quy mô lớn," Giáo sư Whitingham nói.
Thời gian đăng bài: 16/12/2019