Như chúng ta đã biết, pin bao gồm 3 thành phần chính: Cực âm (cathode), cực dương (anode) và một chất rắn hoặc lỏng đặc biệt (chất điện phân). Graphite tổng hợp (than chì) thường được dùng cho các anode trong pin lithium-ion, thế nhưng vật liệu này để có thể sử dụng thì đòi hỏi phải được làm sạch bởi các hóa chất như axit flohydric hay sulfuric. Quá trình này không chỉ tốn kém mà còn tạo ra chất thải nguy hại cho môi trường.
Chính vì lẽ đó, các nhà khoa học tại UC Riverside rất muốn khám phá những tiềm năng mà nấm portabella có thể mang lại, trong nỗ lực tìm kiếm nguồn nguyên liệu thay thế tự nhiên hơn, thân thiện hơn. Nhưng vì sao lại là nấm portabella mà không phải là một loài nào khác? Nhóm nghiên cứu cho chúng ta 2 lý do đối với thắc mắc này.
|
Các nhà khoa học đã tìm thấy những thuộc tính của nấm phù hợp cho việc sản xuất pin
|
Thứ nhất, một số nghiên cứu trước đó đã chỉ ra rằng nấm có độ xốp cao, chính là thuộc tính hấp dẫn cho việc sản xuất pin. Nguyên do là vì các lỗ nhỏ xíu trong cấu trúc của nó cho phép lưu trữ, truyền tải năng lượng dễ dàng, đồng thời cải thiện hiệu suất.
Thứ hai, nấm portabella có chứa hàm lượng cao các loại muối kali, làm cho các lỗ nhỏ nói trên được kích hoạt theo thời gian thực, nghĩa là có thể tiếp xúc với chất điện li trong pin thuận lợi trong mỗi chu kỳ phóng hoặc tích điện. Điều này đóng vai trò rất lớn trong việc thúc đẩy công suất pin.
Các nhà khoa học nhận thấy phần da từ nắp của nấm portabella khi được làm nóng đến 500°C sẽ biến thành một cấu trúc gọi là nanoribbon, tương tự như carbon có nguồn gốc tự nhiên. Tăng nhiệt độ lên 1.100°C, người ta thấy phần da nấm ban đầu chuyển thành một mạng lưới carbon nanoribbon kết nối với nhau, một loại vật liệu độc đáo có thể thích hợp cho việc thiết kế pin từ đó ra đời. Với những gì quan sát được, nhóm nghiên cứu cho rằng nếu được tối ưu hóa, carbon sinh ra từ nấm hoàn toàn có thể thay thế than chì, trong vai trò là cực dương của pin.
"Với vật liệu mới, thời gian sử dụng pin của điện thoại di động trong tương lai có thể sẽ gia tăng sau nhiều lần sạc, thay vì giảm như hiện nay”, Brennan Campbell - một sinh viên thuộc đại học UC Riverside cho biết. Hiện các nhà khoa học vẫn chưa thể đưa ra thời điểm chính xác mà loại pin mới được xuất xưởng. Song, với những gì đã đạt được hiện tại, việc cho ra lò một thế hệ pin làm từ vật liệu sinh học hữu cơ giá rẻ, thân thiện với môi trường và dễ dàng sản xuất hoàn toàn khả thi.