Mẹo vật lý 270 năm tuổi dẫn đến công nghệ pin natri giá rẻ

Các nhà nghiên cứu từ các viện ở Ấn Độ, Úc và Vương quốc Anh đã phát triển một vật liệu cực dương mới cho pin ion natri bằng cách tận dụng một hiện tượng vật lý đã có từ 270 năm trước, được gọi là hiệu ứng Leidenfrost. Sáng tạo của họ tập trung vào việc tạo ra một "đường cao tốc nguyên tử" bên trong cực dương để tạo điều kiện cho sự di chuyển nhanh chóng và lặp đi lặp lại của các ion natri mà không làm hỏng cấu trúc pin. Họ đã sử dụng một hợp chất phosphate-pyrophosphate dựa trên sắt, Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇), vốn tự nhiên tạo thành cấu trúc ba chiều ổn định giống như đường hầm, lý tưởng cho dòng chảy của ion natri. Để tăng cường độ dẫn điện, họ thay thế 1% nguyên tử sắt bằng indium, làm tăng khoảng cách nguyên tử và giúp ion di chuyển dễ dàng hơn. Ngoài việc cải thiện thành phần cực dương, nhóm nghiên cứu còn áp dụng hiệu ứng Leidenfrost — một hiện tượng khi các giọt chất lỏng bay lơ lửng trên một lớp hơi trên bề mặt nóng — để tổng hợp vật liệu cực dương trong một quy trình thân thiện với môi trường, không sử dụng lò nung. Phương pháp này tạo ra các hạt xốp kết dính có khả năng hấp thụ dung dịch điện giải hiệu quả, đảm bảo sự di chuyển mượt mà của ion natri.