Nữ khoa học gia trẻ giải mã thách thức pin natri, mở ra tương lai năng lượng mới cho Trung Quốc

Giáo sư Lu Yaxiang, hiện công tác tại Viện Vật lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã dành một thập kỷ tập trung nghiên cứu nhằm đưa pin ion natri trở thành công nghệ năng lượng có tính thương mại cao. Bà nhận được Huân chương Thanh niên 4/5 Trung Quốc năm 2024 – giải thưởng cao nhất dành cho những nhà khoa học dưới 35 tuổi có thành tựu xuất sắc. Trong khi pin lithium-ion thống trị thị trường với tiềm năng và hiệu năng lớn, nguồn nguyên liệu lithium lại ngày càng khan hiếm và quá trình khai thác gây tổn hại môi trường. Điều này thúc đẩy Lu cùng nhóm tập trung vào phát triển pin ion natri dựa trên natri – một nguyên tố hoá học phong phú, giá rẻ và dễ khai thác, phù hợp với mục tiêu an ninh năng lượng quốc gia.

Phát biểu với tờ Science and Technology Daily, Lu nhấn mạnh nhóm nghiên cứu của mình luôn hướng tới ứng dụng thực tế với các tiêu chí quan trọng như ổn định, tiết kiệm chi phí và khả năng sản xuất công nghiệp. Thành công quan trọng nhất trong năm 2024 chính là việc giải mã nguyên nhân khiến vật liệu oxit lớp natri bị suy giảm nhanh chóng khi tiếp xúc không khí – điểm nghẽn đã làm đình trệ việc mở rộng quy mô sản xuất suốt 40 năm qua. Nhóm của Lu đã phát hiện hơi nước không phải là tác nhân trực tiếp gây hư hại, mà nó đóng vai trò trung gian cho các khí khác trong không khí tấn công vật liệu cathode.

Khó khăn về việc vật liệu cathode oxit lớp dễ bị phân hủy trong không khí đã làm tăng chi phí sản xuất và phức tạp hoá kỹ thuật. Việc xác định chính xác quá trình này giúp tạo ra những quy tắc thiết kế mới cho các vật liệu có thể chịu được điều kiện không khí mà không ảnh hưởng tới hiệu suất.