Công nghệ này sẽ rất hữu ích cho ôtô điện, smartphone, laptop. Ảnh: BGR.

Bạn đã bao giờ tưởng tượng điện thoại sạc đầy còn nhanh hơn bạn đánh răng? Một nghiên cứu vừa được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences rất có thể sẽ là kẻ nắm giữ chìa khóa tạo ra bộ sạc thế hệ mới, có khả năng sạc đầy smartphone chỉ trong 60 giây.

Cụ thể, các nhà nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder đã phát hiện ra một kỹ thuật chưa từng có, có thể sạc các thiết bị điện tử gần như ngay lập tức. Điều này sẽ giúp việc sạc điện thoại, laptop và thậm chí cả ôtô điện hiệu quả và thuận tiện hơn nhiều. Nền tảng của kỹ thuật mới dựa trên cách các ion di chuyển qua các siêu tụ điện.

Trong đó, ion là một nguyên tử có điện tích dương, còn siêu tụ điện được sử dụng để lưu trữ năng lượng với các chu kỳ sạc và xả dòng điện cao, trong thời gian ngắn.

Giải thích trong một thông cáo báo chí, nhóm nghiên cứu cho biết điều quan trọng nhất là làm cho chuyển động của các ion nhanh và hiệu quả hơn. Từ đó, quá trình sạc và giải phóng năng lượng được đẩy nhanh tốc độ, khiến bộ sạc thế hệ mới có thể tăng mức pin từ 0 lên 100 chỉ trong một phút, thậm chí là nhanh hơn.

Bộ sạc mới sẽ giúp việc sạc laptop điện thoại và các thiết bị điện tử khác thuận tiện và nhanh hơn đáng kể. Ảnh: PhoneArena.

Theo nhà khoa học Ankur Gupta, mặc dù kỹ thuật này đã được sử dụng để nghiên cứu dòng chảy trong các vật liệu xốp như bể chứa dầu và lọc nước, nó vẫn chưa được đào sâu trong các hệ thống lưu trữ năng lượng.

Để thực hiện nghiên cứu này, các nhà khoa học xem chuyển động của các ion thông qua một mạng lưới phức tạp gồm các nút liên kết với nhau, chạy qua siêu tụ điện.

Những phát hiện của họ còn thay đổi định luật khoa học về dòng điện mà con người luôn tin trong hơn 175 năm qua. Được gọi là định luật mạch Kirchhoff, nó quy định tổng các dòng điện chạy vào một nút bằng tổng các dòng điện chạy ra khỏi nút đó.

Tuy nhiên, khi kiểm tra các ion và chuyển động của chúng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các ion chuyển động ở nút giao theo cách khác, so với với các electron di chuyển gần đó. Quan sát sâu hơn, họ xác định rằng những chuyển động này khác với những gì định luật Kirchhoff xác định.

Thông qua nghiên cứu này, chuyển động của ion trong một mạng lưới phức tạp gồm hàng nghìn lỗ liên kết với nhau có thể được mô phỏng và dự đoán chỉ trong vài phút. Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn loại bỏ định luật cũ, vì chúng vẫn đưa ra những giải thích hợp lý về cách hạt electron chuyển động trong các mạch điện tử thông thường.

Tuy nhiên, để tạo ra bộ sạc thế hệ mới, có khả năng tận dụng tối đa chuyển động của các ion, các nhà nghiên cứu phải có cách nghĩ khác. Họ cho rằng đây chính là “mắt xích còn thiếu” mà họ đang tìm kiếm. Phát minh khả năng lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn là mục tiêu lâu dài của các kỹ sư.

Trước đó, phát hiện về pin gốc nước từng gây bất ngờ vì có khả năng lưu trữ nhiều hơn pin lithium-ion truyền thống. Với công nghệ sạc pin gần như ngay lập tức vừa mới nghiên cứu, con người sẽ tiếp tục loại bỏ rất nhiều trở ngại khi phổ biến loại pin mới lên các sản phẩm như ôtô điện. Đó là chưa kể bộ sạc mới sẽ giúp việc sạc laptop điện thoại và các thiết bị điện tử khác thuận tiện hơn bao nhiêu.