Mặc dù công nghệ pin đã phát triển từng bước trong vài năm qua, nhưng nó đang gặp khó khăn trong việc theo kịp nhu cầu của smartphone hiện đại. Các rào cản về không gian và phức tạp với dung sai sạc/xả hiện nay khiến những chiếc máy tính nhỏ mà chúng ta cấp nguồn bằng tế bào Li-Ion trở thành một sự tiện lợi mà chúng ta phải trả giá bằng tuổi thọ pin ngắn vài giờ và chu kỳ sạc dài. Trong những năm gần đây, tuy nhiên, tiến bộ trong công nghệ sản xuất graphene đã cho ra một số power bank (sạc dự phòng) tăng cường graphene đầu tiên có sẵn thương mại, hứa hẹn sẽ mang lại ít nhất một chút giải pháp cho bài toán này.
Graphene Làm Gì?
Graphene là một lớp carbon đơn nguyên tử. Mặc dù nó được làm từ cùng chất liệu với than chì trong lõi bút chì, nhưng vì nó mỏng đến mức chỉ chiếm khoảng hai chiều không gian, nó cũng đóng vai trò như một siêu dẫn điện. Điều này rất có giá trị vì hầu hết các vật liệu chúng ta dùng dẫn điện đều có một mức độ điện trở nhất định, buộc chúng ta phải dùng thể tích lớn hơn (ví dụ: làm cáp đồng dày hơn để chạy dòng điện ở cường độ cao hơn) hoặc các giải pháp sáng tạo khác (ví dụ: gắn tản nhiệt lớn và quạt làm mát trên chip mạnh) để tản nhiệt.
Điện trở nội bộ là lý do khiến tất cả pin đều có một "giới hạn xả" mà không thể vượt qua. Một số đơn vị tiên tiến hơn có thể xả lên đến 20 amp, làm cho chúng có thể sạc và xả nhanh dưới áp lực khá lớn, nhưng bạn sẽ luôn cuối cùng chạm đến một trần khiến việc leo lên trở nên nguy hiểm hoặc không thể.
Graphene tăng cấp độ trần này lên mức ấn tượng nhờ sự thiếu hụt gần như hoàn toàn điện trở nội bộ. Vì nó tạo ra rất ít nhiệt và thậm chí tản nhiệt rất nhanh, nhiều lớp graphene trên pin có thể làm cho nó chịu đựng tốt hơn các chu kỳ sạc/xả mạnh.
Nói đơn giản hơn, điều này có nghĩa là bạn có thể lý thuyết tăng cường pin lithium-ion bằng graphene để làm cho nó có thể sạc và xả thoải mái ở mức công suất đầu ra khó tin như 60 watt, và làm như vậy mà không ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ. Thực tế, nếu các tuyên bố hiện tại là đúng, graphene thậm chí có thể làm pin trải qua nhiều chu kỳ sạc hơn trong suốt vòng đời so với hiện tại.
Graphene KHÔNG Thể Làm Gì
Graphene là một "con ngựa một trò" rất đơn giản. Chúng ta chỉ thực sự quan tâm đến vật liệu này vì nó dẫn điện hiệu quả hơn nhiều so với các siêu dẫn chúng ta đã dùng trước đây. Nó được làm từ một nguyên tố rất phổ biến trong vũ trụ và không đòi hỏi khai thác mỏ tài nguyên quý hiếm. Công nghệ pin thiết bị tuy nhiên có nhiều nhu cầu đang gây áp lực lên các nhà sản xuất.
Thứ nhất, hầu hết các thiết bị di động tiên tiến chúng ta dùng ngày nay như smartphone, máy tính bảng và laptop hiện đang gặp vấn đề về dung lượng. Chỉ có một lượng sử dụng nhất định bạn có thể vắt ra từ pin lithium-ion, và graphene không giải quyết được vấn đề đó.
May mắn thay, dung lượng không trở thành vấn đề quá lớn nhờ khả năng của graphene giúp pin hút lượng điện năng khổng lồ, làm cho chu kỳ sạc ngắn hơn nhiều và do đó ít đau đớn hơn cho việc sử dụng mạnh.
Bạn Có Thể Mua Pin Tăng Cường Graphene Ngay Bây Giờ?
Tính đến đầu năm 2020 khi bài viết này được xuất bản, một vài công ty đang tiên phong về power bank tăng cường graphene. Trong số đó có Apollo Traveler của Elecjet và G-Pro hoặc G-Max của Real Graphene, tự hào dung lượng từ 5.000 đến 20.000 mAh.
Hiện tại, chúng ta không tìm thấy bất kỳ smartphone thương mại nào có pin tăng cường graphene, điều đó có nghĩa là các power bank này bị giới hạn chỉ sạc nhanh chính chúng. Tuy nhiên, chúng sẽ không cung cấp cùng dòng điện cho smartphone vì một pin bình thường sẽ bị hư hỏng bởi chu kỳ sạc diễn ra ở 60 watt. Tất cả các power bank này có thể sạc đầy trong chưa đầy một giờ, điều ấn tượng khi xem xét dung lượng chúng chứa.
Trong tương lai, có lẽ các nhà sản xuất điện thoại sẽ chú ý đến các sản phẩm này và bắt đầu làm thiết bị có thể đạt mức dòng điện tương tự khi sạc mà không gây hư hỏng. Lúc này, họ có thể sẽ tiến từng bước nhỏ theo hướng đó.