[Mật độ năng lượng của pin lithium trong tương lai có thể đạt tới 1,5 lần đến 2 lần dòng điện, điều này có nghĩa là pin sẽ trở nên nhỏ hơn.]
[Phạm vi giảm chi phí pin lithium-ion nhiều nhất là từ 10% đến 30%. Khó có thể giảm một nửa giá.]
Từ điện thoại thông minh đến xe điện, công nghệ pin đang dần xâm nhập vào mọi khía cạnh của cuộc sống. Vậy, pin tương lai sẽ phát triển theo hướng nào và nó sẽ mang lại những thay đổi gì cho xã hội? Với những câu hỏi này trong đầu, phóng viên First Financial đã phỏng vấn Akira Yoshino, một nhà khoa học Nhật Bản đã giành giải Nobel Hóa học cho pin lithium-ion năm nay vào tháng trước.
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 lại những thay đổi “không thể tưởng tượng nổi” cho triển vọng ứng dụng của pin lithium-ion.
Sự thay đổi không thể tưởng tượng được
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 đã ra đời tại Nhật Bản. Yoshino Akira đã sản xuất nguyên mẫu pin lithium-ion có thể sạc lại đầu tiên trên thế giới và sẽ có những đóng góp to lớn cho 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 nói trong một cuộc phỏng vấn độc quyền với No. 1 Financial Journalist rằng sau khi biết mình giành giải Nobel, ông "không có cảm xúc thực sự nào". "Những cuộc phỏng vấn đầy đủ sau đó khiến tôi rất bận rộn và tôi không thể quá vui mừng". Akira Yoshino cho biết. "Nhưng khi ngày nhận giải thưởng vào tháng 12 đang đến gần, thực tế của giải thưởng đã trở nên mạnh mẽ hơn".
Trong 30 năm qua, 27 học giả Nhật Bản hoặc Nhật Bản đã giành giải Nobel Hóa học, nhưng chỉ có hai người trong số họ, bao gồm Akira Yoshino, được trao giải thưởng với tư cách là nhà nghiên cứu doanh nghiệp. “Ở Nhật Bản, các nhà nghiên cứu từ các viện nghiên cứu và trường đại học thường nhận được giải thưởng, và ít nhà nghiên cứu doanh nghiệp trong ngành giành được giải thưởng.” Akira Yoshino nói với First Financial Journalist. Ông cũng nhấn mạnh đến kỳ vọng của ngành. Ông tin rằng có rất nhiều nghiên cứu cấp độ Nobel trong công ty, nhưng ngành công nghiệp Nhật Bản nên cải thiện khả năng lãnh đạo và hiệu quả 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” 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, và có thể ảnh hưởng đến việc sử dụng pin, cho phép pin được sử dụng trong môi trường tốt nhất.
Yoshino Akira cũng rất quan tâm đến sự đóng góp của nghiên cứu của mình vào việc giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu. Ông nói với First Financial Journalist rằng ông được trao giải 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. “Sự đóng góp vào việc bảo vệ môi trường sẽ ngày càng rõ ràng hơn trong tương lai. Đồng thời, đây cũng là một cơ hội kinh doanh tuyệt vời.” Akira Yoshino nói với một phóng viên tài chính.
Yoshino Akira đã nói với sinh viên trong một bài giảng tại Đại học Meijo với tư cách là một giáo sư 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 tình trạng nóng lên toàn cầu, ông sẽ trình bày thông tin của riêng mình, bao gồm cả 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 có mặt ở khắp mọi nơi, thay đổi mọi khía cạnh trong cuộc sống của con người. Liệu pin trong tương lai có mạnh hơn và giá thành thấp hơn hay không sẽ ảnh hưởng đến mỗi chúng ta.
Hiện tại, ngành công nghiệp cam kết cải thiện tính an toàn của pin đồng thời tăng mật độ năng lượng của pin. Việc cải thiện hiệu suất pin cũng giúp 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 trỗi dậy của các công nghệ mới cũng sẽ tiếp tục củng cố định giá 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 1,5 lần đến 2 lần so với hiện tại, điều đó có nghĩa là pin sẽ trở nên nhỏ hơn. "Điều này làm giảm vật liệu và do đó làm giảm chi phí, nhưng sẽ không có sự giảm đáng kể về chi phí vật liệu." Ông nói, "Việc giảm chi phí pin lithium-ion nhiều nhất là từ 10% đến 30%. Muốn giảm một nửa giá là khó hơn."
Liệu các thiết bị điện tử có sạc nhanh hơn trong tương lai không? Đáp lại, Akira Yoshino cho biết điện thoại di động sẽ đầy trong vòng 5-10 phút, điều này đã đạt được trong phòng thí nghiệm. Nhưng sạc nhanh đòi hỏi điện áp mạnh, điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ pin. Trong nhiều tình huống thực tế, mọi người có thể không cần sạc đặc biệt nhanh.
Từ pin axit chì ban đầu, đến pin niken-kim loại hydride là trụ cột của các công ty Nhật Bản như Toyota, đến pin lithium-ion được Tesla Roaster sử dụng vào năm 2008, pin lithium-ion lỏng truyền thống đã thống trị thị trường pin điện trong mười năm. Trong tương lai, mâu thuẫn giữa mật độ năng lượng và yêu cầu an toàn và công nghệ pin lithium-ion truyền thống sẽ ngày càng nổi bật.
Trả lời các thí 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 một hướng đi trong tương lai và vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện. 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. “Thông qua việc cải tiến công nghệ, tốc độ bơi của lithium-ion cuối cùng có thể đạt tới khoảng gấp 4 lần tốc độ hiện tại.” Akira Yoshino nói với phóng viên tại First Business News.
Pin thể rắn là pin lithium-ion sử dụng chất điện phân thể rắn. Vì chất điện phân thể rắn thay thế chất điện phân hữu cơ có khả năng gây nổ trong pin lithium-ion truyền thống, điều này giải quyết được hai vấn đề chính là mật độ năng lượng cao và hiệu suất an toàn cao. Chất điện phân thể rắn được sử dụng ở cùng một năng lượng Pin thay thế chất điện phân 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.
Nhưng pin thể rắn cũng phải đối mặt với những thách thức như giảm chi phí, cải thiện độ an toàn của chất điện phân rắn và duy trì tiếp xúc giữa điện cực và chất điện phân trong quá trình sạc và xả. Hiện nay, nhiều công ty ô tô lớn trên toàn cầu đang đầu tư mạnh vào hoạt động R&D cho 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 về pin thể rắn toàn cầu dự kiến sẽ đạt tới 500 GWh.
Giáo sư Whitingham, người chia sẻ 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 các hệ thống quy mô lớn." Giáo sư Wittingham cho biết.
Thời gian đăng: 16-12-2019