Trong nhiều năm qua, công nghệ pin trên smartphone chủ yếu dựa vào nền tảng lithium-ion. Tuy nhiên, theo PhoneArena, các nhà khoa học đang nghiên cứu pin canxi như một hướng đi mới, hứa hẹn mang lại nhiều cải tiến trong tương lai.
So với lithium, canxi là nguyên tố phổ biến hơn trong tự nhiên, giúp giảm chi phí khai thác và hạn chế áp lực lên chuỗi cung ứng. Bên cạnh đó, pin canxi được đánh giá có độ an toàn cao hơn do ít phản ứng mạnh với môi trường, từ đó giảm nguy cơ cháy nổ khi xảy ra sự cố.
Về mặt lý thuyết, công nghệ này còn có thể đạt mật độ năng lượng cao hơn pin lithium-ion, mở ra khả năng kéo dài thời gian sử dụng thiết bị. Tuy nhiên, những ưu điểm này hiện chủ yếu mới dừng ở mức nghiên cứu và thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Thách thức lớn nhất của pin canxi là hiện tượng suy giảm dung lượng theo chu kỳ sạc. Các vật liệu điện phân hiện nay chưa đủ ổn định, khiến hiệu suất pin giảm dần sau mỗi lần sử dụng.
Dù vậy, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hong Kong đã đạt được bước tiến đáng chú ý khi phát triển điện phân bán rắn, giúp cải thiện khả năng vận chuyển ion và kéo dài tuổi thọ pin. Thử nghiệm cho thấy pin vẫn duy trì khoảng 74% dung lượng sau 1.000 chu kỳ sạc xả, tương đương hoặc tốt hơn một số loại pin lithium-ion hiện nay.
Ngoài ra, kích thước ion canxi lớn hơn lithium cũng là rào cản, khiến tốc độ di chuyển trong pin chậm hơn và ảnh hưởng đến khả năng sạc nhanh. Không chỉ vậy, hạ tầng sản xuất cho pin canxi gần như chưa tồn tại, từ khai thác, tinh chế đến dây chuyền sản xuất đều cần được xây dựng lại, đòi hỏi chi phí và thời gian đáng kể.
Các chuyên gia nhận định, trong điều kiện thuận lợi, quá trình thương mại hóa pin canxi có thể mất từ 5 đến 10 năm. Hiện tại, công nghệ này mới phù hợp với các thiết bị nhỏ như đồng hồ thông minh hoặc thiết bị đeo, trong khi việc ứng dụng trên smartphone vẫn cần thêm thời gian hoàn thiện.
Trong bối cảnh đó, pin canxi được xem là hướng đi đầy tiềm năng nhưng chưa thể sớm thay thế lithium-ion. Trước mắt, các giải pháp như pin silicon-carbon vẫn là lựa chọn thực tế hơn để cải thiện thời lượng và hiệu suất pin trên smartphone.
Bình luận
0