Trong nguồn điện hóa học có sự chuyển hóa năm 2024

Copyright © 2022 Hoc247.net

Đơn vị chủ quản: Công Ty Cổ Phần Giáo Dục HỌC 247

GPKD: 0313983319 cấp ngày 26/08/2016 tại Sở KH&ĐT TP.HCM

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 638/GP-BTTTT cấp ngày 29/12/2020

Địa chỉ: P401, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

• 1. HỌC NHÓM 3
• 2. Lê Duy Ngô Ánh Nguyệt Nguyễn Thị Cẩm Hân Trần Mỹ Bích Ngọc Mai Thị Phương Thảo Lâm Thị Quế Minh Hồ Thục Ánh Huỳnh Ngọc Như Kim Phạm Thị Thu Quý Phan Huỳnh Mộng Linh Nguyễn Thị Thu Thủy Nguyễn Thành Tiến
• 3. phân loại nguồn điện hóa học Nguồn điện hóa học cổ điển Nguồn điện hóa học hiện đại Pin Nhiên Liệu Xu hướng phát triển của nguồn điện hóa học
• 4. hóa học là một hệ thống tích trữ năng lượng hóa học và khi sử dụng năng lượng của phản ứng hóa học được biến đổi thành điện năng dưới dạng dòng điện một chiều thông qua mạch điện hóa Phản ứng hóa học Mạch điện hóa Điện năng
• 5. để trở thành một nguồn điện hóa học 1 • Sức điện động E của nguồn điện phải đủ lớn 2 • Thế V nhỏ hơn sức điện động E một giá trị IR 3 • Dung lượng và năng lượng của nguồn điện phải đủ lớn 4 • Sự tự phóng điện của nguồn điện phải thấp
• 6. đặc trưng cho khả năng tich trữ năng lượng của nguồn điện hóa học Dung lượng C [Ah] và dung lượng riêng [Ah/kg] Công suất P [W] và công suất riêng [W/kg] Mật độ năng lượng E [Wh/kg] hoặc [Wh/dm3] Hiệu suất η [%]
• 7. cấp (Pin) Nguồn điện thứ cấp (Acquy) Nguồn điện liên tục (Pin nhiên liệu) Làm việc 1 lần Làm việc nhiều lần Làm việc liên tục
• 8. cấp • Nguồn điện sơ cấp là loại nguồn điện được chế tạo trên cơ sở các phản ứng không thuận nghịch điện hóa, khi các phản ứng trong pin kết thúc thì khi đó nguồn điện không sử dụng được nữa. • Nguồn sơ cấp điển hình là các loại pin thông dụng trên thị trường. • Pin được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật vô tuyến, thông tin, điện tử, tự động hóa và nhiều lĩnh vực kinh tế quốc dân khác. 8
• 9. loại pin • Pin Le clanché muối - Pin Le clanché thuộc loại pin khô hay còn gọi là pin acid. - Sơ đồ: Hình 1.1 Pin Le Clanché 4 2 2- Zn|NH Cl(20%), ZnCl |MnO 
• 10. ứng chính như sau: (–): Zn  Zn2+ + 2e (+): 2MnO2 + 2H+ + 2e  Mn2O3.H2O Do sự có mặt của NH3, NH4 + và Cl– ; chúng sẽ phản ứng với Zn2+ để tạo ra các sản phẩm phụ như ZnMn2O4; ZnCl2; Zn(OH)2; Zn(NH3)2Cl2, các sản phẩm phụ này tích tụ dần dần quanh cực dương làm cho pin mất dần khả năng hoạt động. Zn + 2NH4 + + 2MnO2 (r)  Zn2+ + NH3 + 2MnO(OH)
• 11. là loại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Ở Việt Nam, pin Le clanché được sản xuất dưới nhãn hiệu pin Con Thỏ (Văn Điển, Hà Nội), pin Con Ó. Điện áp của pin khô vào khoảng 1,6V. Vỏ ngoài Than chì (cathode) Zn (anode) hỗn hợp NH4Cl + ZnCl2 Bột than chì + MnO2 bao quanh cathode Hình 1.2 Pin Le Clanché
• 13. hệ Kiềm • Cấu tạo: (–) Zn, Hg | KOH (dd) | MnO2, C (+) • Phản ứng ở các điện cực: Cực (–) Zn + 4OH– + 2H2O → [Zn(OH)4(H2O)2]2– + 2e [Zn(OH)4(H2O)2]2–  ZnO + 2OH– + 3H2O Cực (+) MnO2 + H2O + e  MnO(OH) + OH– MnO(OH) + H2O + e  Mn(OH)2 + OH–
• 14. kiềm Ở anode, ZnO phủ dần lên Zn và làm cho Zn thụ động, cản trở phản ứng (i) tiếp tục xảy ra.
• 15. Leclanche muối • Vật liệu cực âm là Zn, trước kia là Zn lá, nay là Zn bột ở dạng keo gồm 55 - 70% Zn bột + 25 - 35% KOH + 0,5 - 5% keo và chất ức chế (ZnO, PbO, In(OH)3...). • Vật liệu cực dương là 𝛾 - MnO2 được điều chế bằng phương pháp điện phân, nên có tên EDM (Electrochemically synthesized Manganese Dioxid) thành phần cực dương gồm 80 - 87% EDM + 5 - 12% giaphit + 6 - 12% KOH. • Dung dịch điện ly là KOH 35 - 52% có chứa thêm ZnO (≤2%) và chất ức chế hữu cơ (polyethylenglycol, diphenylglyoxim...).
• 16. xảy ra tại các điện cực: • Tại Anot: • Tại Catot: Ion sinh ra tiếp tục thực hiện các phản ứng: • Phản ứng tổng quát trong pin: 2 - 2Zn e Zn  2 2 2 32 2 2MnO H O e Mn O OH   OH  4 2 3OH NH H O NH     2+ - 3 3 2 2NH +Zn +2Cl [Zn(NH ) ]Cl 16 4 2 3 2 2 2 3 2Zn + 2NH Cl + 2MnO [Zn(NH ) ]Cl +Mn O + H O
• 17. năng là nguồn điện làm việc 1 lần, vai trò của MnO2 là chất khử cực của quá trình: • MnO2 + 2H+ + 2e- đ 2MnOOH • Các nguyên tử H được "cài" vào mạng lưới tinh thể của 𝛾-MnO2 là cấu trúc khung bát diện [MnO6] có nhiều không gian trống như đường hầm. Nếu quá trình "cài vào" và "thoát ra" của nguyên tử H ở cấu trúc chủ MnO2 xảy ra thuận nghịch, nghĩa là: • γ -MnO2 ⇌ α-MnOOH
• 18. "nạp lại được" của pin kiềm là hiện thực. Chúng ta sẽ làm quen với một hoạt tính điện hóa mới, đó là cài và khử cài của nguyên tử cũng như tính chất tích và thoát ion kích thước nhỏ vào ô mạng của vật liệu điện cực trong các battery thế hệ mới sau này.
• 19. → Zn (OH)2 + 2e- Zn(OH)2 + 2OH → [Zn(OH)4]2- Quá trình phóng điện của điện cực Zn là quá trình của điện cực hoà tan: Sản phẩm điện cực là Zn(OH)2 và ZnO . Tuy nhiên cần thiết phải ức chế quá trình thoát khí không mong muốn sau đây Zn + 2H2O + 2OH- → [Zn(OH)4]2- + H2O Các chất ức chế được sử dụng là các chất làm tăng quá thế H2 (như ZnO, MgO, PbO, In(OH)3... Điện cực Zn
• 20. điện của γ - MnO2 trong dung dịch KOH đậm đặc diễn ra theo cơ chế trao đổi electron hai bước: Bước 1: MnO2 + H2O + 2e- → MnOOH + OH- Ở giai đoạn đầu của quá trình phóng điện, các ion Mn4+ được khử thành và Mn3+ và proton được cài vào vị trí O2- của mạng tinh thể γ - MnO2. Nồng độ và Mn3+ và OH- tăng dần cùng với quá trình phóng điện. Kết thúc quá trình (III.6a) sẽ là mạng γ - MnO2 biến thành α - MnO2 ở điều kiện giữ nguyên khung cấu trúc nhưng với một độ nở rộng mạng nhất định vỡ các ion thay thế bây giờ có bán kính ion lớn hơn Điện cực MnO2
• 21. Bước 2: MnOOH + H2O + 2e- → Mn(OH)2 + OH- • Ở giai đoạn này thực chất là quá trình chuyển pha rắn MnOOH thành rắn Mn(OH)2 đi qua con đường khử điện hoá. • Như vậy ở giai đoạn 1 quá trình xảy ra trong 1 pha (Mn4+- Mn3+-O2--OH-) còn ở giai đoạn 2 quá trình xảy ra là chuyển pha (MnOOH → Mn(OH)2)
• 22. thuỷ ngân Anode làm bằng hỗn hợp kẽm - thủy ngân; hỗn hợp HgO và Cacbon ở dạng kem nhão đóng vai trò cathode, còn chất điện ly là KOH và ZnO. Các phản ứng tại điện cực: Anode : Zn(Hg) + 2OH–  ZnO(r) + H2O(l) + 2e Cathode : HgO(r) + H2O(l) + 2e  Hg (l) + 2OH– Zn(r) + HgO(r) + H2O + 2OH–  Hg + [Zn(OH)4]2– Điện áp của pin thủy ngân bằng 1,35V.
• 23. ngân có ưu điểm so với pin muối khác là:  Dung lượng riêng lớn.  Quá trình tự phóng điện thấp.  Độ phân cực nhỏ → Có thể sản xuất với những dạng pin nhỏ. Tuy nhiên, trong pin có thủy ngân nên thuỷ ngân thoát ra → Gây ô nhiễm nên loại pin kiềm này ít được chế tạo và sử dụng.
• 24. liti là sự tổ hợp mới mẻ giữa anode Li với cathode là oxit hoặc sulfur kim loại chuyển tiếp (ví dụ như MnO2, V6O13 hoặc TiS2). Khi phóng điện: • Ở anode xảy ra sự oxi hóa Li: Li (r) → Li+ (trong chất điện giải rắn) + e • Ở cathode xảy ra sự khử MnO2: MnO2 + Li+ + e → LiMnO2 (r) Phản ứng tổng cộng: Li(r) + MnO2(r) → LiMnO2(r) Epin = 3,0V
• 25. dụng của pin Liti
• 26. tượng sử dụng Ưu và nhược điểm Pin khô Le clanché Radio, đèn pin, đồ chơi Rẻ sạch, nhiều kích cỡ. Khi làm việc với cường độ cao, NH3 có thể làm ngắt mất dòng. Tuổi thọ thấp. Có thể ghép nối tiếp nhiều pin khô để tạo pin có điện áp cao hơn. Dung lượng pin vào khoảng 0,1 Ah/cm3. Pin kiềm Mangan Radio, đèn pin, đồ chơi Không bị ngắt dòng. Thời gian hoạt động lâu hơn pin Le clanché. Sạch, nhiều kích cỡ nhưng đắt hơn pin Le clanché. Pin kiềm thuỷ ngân Đồng hồ, máy trợ thính, máy tính nhỏ, camera… Kích thước nhỏ, giá thành cao hơn pin khô và thải ra thuỷ ngân độc. Có điện áp hơi nhỏ hơn song lại ổn định hơn do thành phần chất điện ly không thay đổi trong quá trình sử dụng. Dung lượng của pin này vượt xa pin khô: 0,3 Ah/cm3. Pin liti Máy tính, đồng hồ, máy ghi hình, máy tính xách tay. Không độc nhưng đắt tiền, thời gian sử dụng ngắn, có thể tái nạp điện nhưng điện thế dễ biến đổi.
• 27. cấp - Acquy • Nguồn điện thứ cấp là nguồn điện mà các quá trình điện cực trong nó gần như là thuận nghịch điện hóa, mọi biến đổi xảy ra trong quá trình phóng điện được khôi phục lại trong quá trình tích điện. Nguồn điện này làm việc được nhiều lần. o Phân loại: 1. Acquy axit 2. Acquy kiềm 27
• 28. - Zn Niken - Cadimi Anot Pb Fe Zn Cd Catot Pb, PbO2 C, NiOO H Ag, Ag2O C, NiOO H Sức điện động (V) 2,04 1,36 1,60 1,30 Các loại acquy chính đã được thương mại hóa
• 29. thường được gọi là acquy acid) Lưới chì xốp Dung dịch H2SO4 30% Lưới chì phủ PbO2 xốp
• 30. hai tấm chì khoét nhiều lỗ chứa PbO nhúng trong dung dịch H2SO4 nồng độ 25% – 30%, lúc này xảy ra phản ứng: PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O  Khi nạp điện (sạc): (+): PbSO4 – 2e- + 2H2O = PbO2 + SO4 2- + 4H+ (–): PbSO4 + 2e- = Pb + SO4 2- Như thế trong cả acqui xảy ra phản ứng: 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4 và PbSO4 ở cực âm biến thành chì hoạt động, ở cực dương biến thành PbO2.
• 31. hoạt động sẽ xảy ra quá trình phóng điện: (–): Pb – 2e- + SO4 2-  PbSO4 (+): PbO2 + 2e- + 4H+ + SO4 2-  PbSO4 + 2H2O Như thế trong cả acquy xảy ra phản ứng: Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O Acquy chì được phát minh năm 1859 do Gaxton Planté – nhà vật lý người Pháp (1834 –1889). Hiện nay, trên một nửa lượng chì trên thế giới sản xuất ra được dùng để sản xuất acquy chì.
• 32. ăcquy • Cực dương (anode): bị oxh thành PbO2(+) • PbSO4 + SO4 2- + 2H2O - 2e- → PbO2 + 2H2SO4 • Cực âm (cathode) bị khử đến chì tự do dạng xốp • PbSO4 + 2H+ + 2e- → Pb + H2SO4 • Tổng quát: • PbSO4(+) + 2H2O + PbSO4 (-) → PbO2 + Pb + 2H2SO4 • H2SO4 sinh ra, nồng độ axid trong bình ăcquy tăng, sức điện động của ăcquy tăng theo và điện trở trong giảm xuống. 32
• 34. điện động lớn (2,04V) Chế tạo đơn giản, giá thành rẻ Nhược điểm: Dung lượng riêng nhỏ. Thời gian sử dụng ngắn. Khi không sử dụng bị sulfat hóa. Ứng dụng: Rất rộng rãi! Trong các nguồn khởi động của ô tô, xe máy…. 34
• 35. acquy mà dung dịch điện ly sử dụng là kiềm • Đặc điểm:  Tuổi thọ và thời gian sử dụng: gấp 10-15 lần acquy chì  An toàn hơn cho người và thiết bị. • Ứng dụng: Trong các nguồn điện thông tin, điều khiển từ xa, nguồn điện dùng cho xe nâng hàng, cho tàu điện mỏ..., đặc biệt là dùng cho Bưu chính Viễn thông và kỹ thuật hàng không 35
• 36. cadimi • Cấu tạo: • Phản ứng tại Anot: • Phản ứng tại Catot: • Phản ứng trong mạch: • Sức điện động của acquy này là 1,36V 2 2- Cd | Cd(OH) , KOH(20%) || KOH, Ni(OH) | Ni + - 2Cd + OH - 2e Cd(OH) - 3 22Ni(OH) + 2e 2Ni(OH) + 2OH 3 2 2Cd + 2Ni(OH) Cd(OH) + 2Ni(OH) 36
• 37. acquy Niken – Cadimi trong đó cadimi được thay bàng sắt. 37
• 38. kẽm • Cấu tạo: • Quá trình xảy ra trong pin: • Suất điện động của acquy là 1,85V. • Acquy bạc, kẽm có giá thành cao, vì thế người ta thay bạc bằng Ni, Acquy Kẽm-niken ra đời 2- Zn | Zn(OH) , KOH(40%) | AgO, Ag + 2 2 2Zn + AgO + 2KOH Ag + K ZnO + H O 38
• 39. niken • Cấu tạo: • Phản ứng xảy ra trong acquy: 2 2- Zn | KOH, K ZnO | NiOOH | Ni + 2 2 22NiOOH + Zn + 2KOH 2Ni(OH) + K ZnO 39
• 40. HUỲNH • Acquy Na-S: chất hoạt động ở dạng nóng chảy. • Anode là Natri nóng chảy (tnc=98oC), cathode là hỗn hợp của lưu huỳnh Crown (S8) nóng chảy (tnc113) và bột Carbon. Chất điện giải là -Alumina (hỗn hợp oxit của các kim loại Na, Mg, Al. 40
• 41. âm) : 2Na (lỏng ) = 2Na+ + 2e- • Cathode : n/8 S8 + 2e- = nS2- • Phản ứng tổng: 2Na + n/8 S8 + 2e- = 2Na+ + 2e- + nS2- • Na thành Na+ , S8 về dạng Polysulfit • Ưu điểm: Pin này cho năng lượng riêng cao ăcquy chì axit 4 đến 5 lần và chu kỳ phóng nạp gấp 3 lần. • Nhược điểm: Thời gian sạc lâu ( khoảng 16 giờ). Nhiệt độ bên trong phải được duy trì ở 350oC 41
• 42. KHÔNG KHÍ • Anode: Al + 4OH- = Al(OH)4 - + 3e- (x4) • Cathode: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- (x3) • Phản ứng tổng: 4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)4 - • Hệ acquy chứa 250kg Al-không khí Ưu điểm: Năng lượng riêng cao do Al có M/n = 9g). Nhược điểm:  Phải thay nước và Al định kì và cần phải định kì loại bỏ kết tủa Al(OH)3 bám trên điện cực 42
• 43. Nicad và niken – sắt Phản ứng tạo dòng điện như sau: 2NiOOH + M + 2H2O 2Ni(OH)2 + M(OH)2 Sức điện động khoảng 1,30 – 1,34V đối với acquy Ni – Cd và khoảng 1,37 – 1,41V đối với acquy Ni – Fe. Acquy kiềm có tuổi thọ cao, đạt đến 1 – 2 nghìn chu kỳ phóng – nạp điện. phóng điện nạp điện
• 44. – Ag, với phản ứng: Ag2O + Zn ZnO + 2Ag SĐĐ: 1,60 – 1,85V với 100 – 200 chu kỳ làm việc.  Acquy Niken – Hiđro, với phản ứng: 2NiOOH + H2 2Ni(OH)2 SĐĐ: 1,32 – 1,36V với vài nghìn chu kỳ làm việc. phóng điện nạp điện phóng điện nạp điện
• 45. HIỆN ĐẠI
• 46.
• 47. liệu a. Pin nhiên liệu hiđro - oxi Anode: 2H2 + 4OH–  4H2O(L) + 4e– Cathode: O2 + 2H2O(L) + 4e–  4OH– Tổng quát: 2H2 + O2  H2O + Năng lương Sức điện động của pin: E0 = 0 Ox + 0 Red = 0,83 + 0,40 = 1,23V
• 48. cung cấp điện năng và nước tinh khiết trong các chuyến bay vũ trụ. • Ưu điểm: Sạch, nhiều pin nhiên liệu hoạt động không gây ô nhiễm môi trường. Tạo nguồn điện năng di động. • Nhược điểm: Khác với các pin thông thường, pin nhiên liệu không tích trữ được điện năng, nó chỉ hoạt động khi dòng nhiên liệu được nạp vào liên tục. Điện cực mau hỏng và rất đắt. a. Pin nhiên liệu hiđro - oxi
• 49.
• 50. – không khí Pin nhôm – không khí tương tự pin nhiên liệu ở chỗ các chất phản ứng được nạp định kỳ nếu không nói là liên tục. Khi pin hoạt động, ở anode xảy ra sự oxi hóa nhôm: x4| Al(R) + 4OH– (aq)  4[Al(OH)4]– (aq) + 3e– Ở cathode xảy ra sự khử oxi: x3| O2 + 2H2O(L) + 4e–  4OH– Phản ứng tổng cộng: 4Al(R) + 3O2(K) + 6H2O(L) + 4OH– (aq)  4[Al(OH)4]– (aq) EPin = 2,7V
• 51. Để giảm ô nhiễm môi trường, người ta đã phác thảo những xe hơi chạy bằng điện và pin này được hứa hẹn trong tương lai có thể dùng vận hành loại xe hơi gia đình. • Ưu điểm: Pin nhôm – không khí có tỉ lệ điện năng/khối lượng rất cao. 1 mol electron cần 9 gam Al (MAl = 26,98 g/mol). • Nhược điểm: cần phải nạp định kỳ nước, nhôm và than chì. b. Pin nhôm – không khí
• 52. pin nhiên liệu khác
• 53. kiềm AFC (Alkaline Fuel Cells)
• 54. Acid Phosphoric PAFC ( Phosphoric aicd fuel Cells)
• 55. muối Carbonnate nóng chảy (Molten Carbonate Fuel Cell )
• 56. điện thế hệ 1 đã có lịch sử phát triển hàng trăm năm. Hiện nay, chúng đã được cải tiến rất nhiều so với trước kia, để nâng cao chỉ tiêu năng lượng riêng sao cho ít nhất phải đạt được bằng hoặc lớn hơn 1/2 giá trị lý thuyết
• 57. điện thế hệ thứ 2 và thứ 3 là thành tựu của sự phát triển về vật liệu mới và cách mạng về công nghệ, nghiên cứu cơ bản qua nhiều thập kỷ. • Nguyên lý tích trữ và chuyển hóa năng lượng ở các nguồn điện này hoàn toàn mới mẻ. Tuy nhiên, triển vọng ứng dụng của chúng đã được định hướng cho sự phát triển của một xã hội kỹ thuật cao trong tương lai gần.
• 58. lâu, các nhà hoạch định chiến lược về năng lượng đã chú ý đến nguồn năng lượng tái tạo được xem như vô tận – đó là mặt trời, để thay thế cho một nền kinh tế năng lượng dựa trên cơ sở nhiên liệu hóa thạch (than, dầu mỏ, khí đốt….) • Con đường phải đi qua “pin mặt trời – điều chế hyđrô – pin nhiên liệu”, biến dạng năng lượng của mặt trời thành điện năng ổn định sẽ là nền tảng cùa nền kinh tế hyđro trong tương lai.
• 59. điện phân màng ngăn polymer (polymer- electrolyte fuel cell - PEFC), hoạt động bằng cách kết hợp hydro với oxy để tạo ra nước đồng thời sinh ra điện, cung cấp sức mạnh lớn hơn so với loại pin sử dụng nguyên liệu metan (direct methanol fuel cell - DMFC) • Tỷ lệ công suất (giữa năng lượng sinh ra và kích thước) của loại pin mới này vào khoảng 200 milliwatt trên 1 cm vuông. Ngược lại, với công nghệ DMFC, tỷ lệ công suất chỉ đạt được 70 milliwatt trên 1 cm vuông. • Công nghệ PEFC có một điểm bất lợi so với DMFC là khả năng bảo đảm an toàn khó khăn hơn. Nhiên liệu metan không cần bình chứa chịu áp suất trong khi PEFC phải chứa hydro lỏng có áp suất từ 2 đến 3 atm.
• 60. nghệ pin Nhôm - không khí (Aluminium-air), xe điện có thể chạy được 1.770 km sau một lần sạc đầy. Công nghệ pin này sử dụng khí oxy tự nhiên để bơm vào các cathode. Nhờ vậy, pin sẽ nhẹ và có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với công nghệ pin lithium-ion lỏng. • Pin Nhôm-không khí sau cạn dung lượng sau vài tháng sẽ được chuyển thành aluminium hydroxide - Al(OH)3 để tái chế và tạo ra pin mới. Do đó, giá thành của pin này sẽ rẻ và có lợi ích kinh tế cao hơn. • Công nghệ pin này thực sự là một thành tựu quan trọng trong ngành công nghiệp xe hơi. Nhờ vào thuộc tính gọn nhẹ, khả năng tái chế linh hoạt, thân thiện với môi trường, pin Aluminium-air sẽ được áp dụng đại trà trên các mẫu xe điện mới trong tương lai.
• 62. giống một ban nhạc độc đáo, pin "metal- air” (kim loại - khí) là một loại pin “khác thường”có các điện cực kim loại tương tác với không khí thay vì chất lỏng. Các điện cực này được chế tạo từ hỗn hợp kim loại (tốt nhất là lithium và natri) có khả năng tương tác với oxy trong không khí tạo ra dòng điện.
• 63. thể thiếc • Pin lithium - ion tạo ra điện bằng cách truyền các ion lithium từ điện cực âm đến điện cực dương, và ngược lại khi sạc. Tuy nhiên các điện cực thường được làm bằng coban, niken, mangan hoặc than chì không hấp thu được nhiều ion như mong muốn. Từ đó đã nảy sinh ý tưởng dùng chất liệu nano làm điện cực để tăng khả năng lưu trữ năng lượng của pin. • Các nhà khoa học phát hiện thiếc là vật liệu tuyệt vời để tăng khả năng lưu trữ năng lượng của pin. Tinh thể thiếc có khả năng nở rộng gấp ba lần kích thước bình thường khi hấp thụ các ion lithium, và sau đó co lại khi giải phóng ion (giống như miếng bọt biển). Đặc tính này cho phép tăng gấp đôi dung lượng của pin
• 64. gia cho rằng pin lithium - khí sẽ là“chìa khóa” cho pin xe điện, hứa hẹn kéo dài cự ly đi được lên đến 1.000 km hay hơn so với mức trung bình hiện tại chỉ khoảng 100-200 km.