Phương thức này được sử dụng để chế tạo ra các điện cực sạc cực nhanh, cạnh tranh với một loạt các loại pin hóa học. Các nhà khoa học cũng sử dụng phương pháp này để chế tạo pin niken-hidrua kim loại, một loại pin sử dụng chủ yếu trong phương tiện giao thông chạy điện và hybrid.
Pin có thể sạc và sau đó giải phóng năng lượng nhanh như thế nào là bị giới hạn chủ yếu bởi sự chuyển động của các điện tử và ion vào và ra điện cực, điện cực này luôn là điện cực âm trong quá trình sạc pin. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng sử dụng các vât liệu cấu trúc nano để cải thiện quá trình này, nhưng thường có một sự đánh đổi giữa tổng sức chứa năng lượng (quyết định thời hạn sử dụng của pin trước khi phải sạc lại) và tốc độ sạc. Theo giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật Paul Braun thuộc Đại học Illinois, Urbana- Champaign, con người đã giải quyết một nửa vấn đề trên.
Nhóm của Braun đã tạo ra các bọt kim loại có độ xốp cao được phủ bằng một lượng vật liệu pin hoạt động. Bọt kim loại này cho tính dẫn điện cao, và mặc dù xốp, cấu trúc này vẫn giữ đủ vật liệu hoạt động để lưu một lượng vừa đủ năng lượng. Các lỗ cho phép ion di chuyển mà không bị cản trở.
Bước đầu tiên trong việc chế tạo các cực điện này là tạo ra một chất sền sệt gồm các khối polyme hình cầu trên bề mặt của chất dẫn điện. Do hình dạng và bề mặt sạc, các khối cầu này tự lắp ráp thành một mô hình thông thường. Sau đó, các nhà khoa học của Illinois sử dụng kỹ thuật mạ điện để lấp đầy chỗ trống giữa các khối cầu bằng niken. Tiếp theo, các khối cầu polyme và hầu hết kim loại được phân hủy, để lại một miếng bọt niken có 90% khoảng trống mở. Cuối cùng, các nhà khoa học tăng vật liệu hoạt động lên trên các miếng bọt.
Theo Braun, vẫn còn một khoảng cách khá xa để đi đến một sản phẩm, nhưng các nhà khoa học đã thử nghiệm khá tốt trong phòng thí nghiệm với pin niken - hidrua - kim loại và pin lithium. Nhóm đã tạo ra pin lithium sạc gần như hoàn toàn trong vòng 2 phút. Phương pháp này nên được áp dụng đối với các kích thước tế bào cần cho máy tính xách tay, ô tô điện.
Quy trình chế tạo của Braun kết hợp các phương pháp hiện hành đang được sử dụng rộng rãi đối với nhiều sản phẩm khác, kể cả không phải để chế tạo pin, và nó sẽ không quá khó khăn để thích ứng. Quy trình này sẽ bổ sung thêm một số bước để chế tạo pin, nhưng những bước này sẽ không phức tạp và tốn kém.
Nhóm của Braun sẽ thử nghiệm cấu trúc điện cực với nhiều loại pin hóa học khác và nghiên cứu cải thiện cực âm, một nửa của pin, một công việc khó khăn.
NASATI (H.N.M - Theo TechnologyReview, 11/04/2011)
