Năm 2016, Mya Le Thai, khi đó là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học California, Irvine (UCI), Mỹ, tình cờ phát hiện phương pháp giúp tăng đáng kể độ bền của vật liệu dùng trong pin sạc.
Kết quả thí nghiệm cho thấy thiết bị có thể chịu được hàng trăm nghìn chu kỳ sạc xả, tương đương tuổi thọ lý thuyết khoảng 400 năm nếu quy đổi theo pin máy tính xách tay thông thường.
Mya Le Thai thử nghiệm công nghệ dây nano cho phép pin sạc lại hàng trăm nghìn lần. (Ảnh: UCI)
Thời điểm đó, nhóm nghiên cứu tại UCI đang thử nghiệm dây nano, những cấu trúc siêu nhỏ có tiềm năng ứng dụng trong công nghệ pin. Tuy nhiên, vật liệu này có nhược điểm là dễ nứt vỡ và xuống cấp sau nhiều lần sạc xả, khiến khả năng lưu trữ năng lượng suy giảm.
Trong một lần thử nghiệm ngẫu hứng, Le Thai phủ mangan dioxide lên các dây nano vàng, sau đó bổ sung lớp gel điện phân có đặc tính tương tự vật liệu Plexiglas. Thay đổi tưởng chừng đơn giản này mang lại kết quả ngoài dự kiến.
“Cô ấy bắt đầu thử nghiệm các chu kỳ sạc xả và đó là lúc chúng tôi bất ngờ” , Reginald Penner, Trưởng khoa Hóa học của UCI, kể lại.
Le Thai ban đầu thông báo thiết bị đã trải qua 10.000 chu kỳ mà vẫn hoạt động. Vài ngày sau, con số tăng lên 30.000. Thí nghiệm tiếp tục kéo dài trong nhiều tuần với kết quả ngày càng ấn tượng.
Sau ba tháng, thiết bị đạt 200.000 chu kỳ sạc xả mà không ghi nhận sự suy giảm dung lượng đáng kể. Trong khi đó, pin máy tính xách tay thông thường chỉ có tuổi thọ khoảng 300 - 500 chu kỳ.
Từ kết quả này, nhóm nghiên cứu đưa ra cách so sánh rằng công nghệ có thể giúp pin đạt độ bền tương đương khoảng 400 năm sử dụng. Tuy nhiên, đây là con số quy đổi từ thử nghiệm tăng tốc, không có nghĩa một viên pin đã thực sự hoạt động trong suốt 400 năm.
Ông Penner cho biết các cấu trúc dây nano thông thường có thể hỏng sau khoảng 5.000 - 7.000 chu kỳ. Việc bổ sung lớp gel mỏng giúp thiết bị chịu được hàng trăm nghìn chu kỳ mà vẫn duy trì dung lượng khiến nhóm nghiên cứu kinh ngạc.
“Điều đó thật khó tin” , ông nói, đồng thời nhận định phát hiện có thể mở ra phương pháp đơn giản để ổn định dây nano, khắc phục một trong những hạn chế lớn của vật liệu này.
Nếu được phát triển thành công, công nghệ có thể kéo dài tuổi thọ pin trong điện thoại, máy tính xách tay, ôtô điện và nhiều thiết bị khác, đồng thời góp phần giảm lượng pin lithium-ion thải bỏ.
Mya Le Thai và nhà hóa học Reginald Penner. (Ảnh: UCI)
Sau phát hiện, Mya Le Thai hoàn thành chương trình tiến sĩ và tiếp tục nghiên cứu công nghệ pin. Cô hiện giữ vị trí Nhà khoa học chính tại Enevate Corporation, doanh nghiệp phát triển công nghệ pin nhằm thúc đẩy việc sử dụng phương tiện giao thông chạy điện.
Thai cũng tham gia đăng ký nhiều sáng chế, trong đó có sáng chế liên quan đến cấu trúc pin giúp làm chậm quá trình lan truyền nhiệt, được nộp đơn vào tháng 7/2025.
Dù gây chú ý với triển vọng pin siêu bền, công nghệ dây nano được Le Thai nghiên cứu vẫn chưa trở thành sản phẩm thương mại sau gần một thập kỷ. Một trở ngại lớn là chi phí dây nano vàng quá cao để sản xuất hàng loạt.
Các nhà khoa học đã đề xuất sử dụng vật liệu rẻ hơn như niken để thay thế. Tuy nhiên, công nghệ vẫn cần được phát triển và kiểm chứng thêm trước khi có thể ứng dụng trong pin điện thoại, máy tính hay ô tô điện.
