Pin lithium được ứng dụng rộng rãi trong điện thoại di động, máy tính, thiết bị đeo, xe điện và nhiều lĩnh vực khác. Nhu cầu thị trường đối với pin lithium ngày càng tăng đồng thời tồn tại thách thức như chi phí sản xuất cao và nguồn nguyên liệu thô chủ chốt hạn chế.

Do đó, các doanh nghiệp đang tìm kiếm công nghệ thay thế, hướng đến pin magie, kẽm, natri và nhiều khả năng pin mới khác. Sự chuyển dịch này đã khơi dậy cái gọi là “cuộc đua toàn cầu” tìm kiếm giải pháp thay thế pin lithium.

Sự phát triển của vật liệu mới đóng vai trò then chốt để trở thành cường quốc sản xuất, và sự phát triển này cần đáp ứng hai điều kiện quan trọng: thuộc về một “ngành có tốc độ tăng trưởng cao” và có “rào cản công nghệ cao”. Ngành năng lượng mới chính là mảnh đất màu mỡ để ứng dụng các vật liệu sáng tạo này.

Trong một bước đi mang tính đột phá, nhà sản xuất pin Thụy Điển Northvolt mới đây đã công bố thỏa thuận phát triển chung với công ty lâm nghiệp Phần Lan Stora Enso. Họ dự định sử dụng carbon cứng từ lignin, chiết xuất từ gỗ tái tạo trong các khu rừng Bắc Âu, để sản xuất pin. Đây là loại pin công nghiệp hóa đầu tiên trên thế giới có cực dương được sản xuất hoàn toàn từ nguyên liệu thô châu Âu, với mục tiêu chính là giảm dấu chân các-bon và chi phí sản xuất.

Stora Enso nổi tiếng với các sản phẩm giấy và hiện vận hành 85 nhà máy sản xuất trên toàn cầu. Là một công ty vật liệu tái tạo có lịch sử 800 năm, Stora Enso là một trong những chủ sở hữu rừng phi công khai lớn nhất thế giới và là một trong những công ty sản phẩm rừng hàng đầu châu Âu. Lignin là một loại polyme tự nhiên có trong thực vật, hoạt động như chất kết dính mạnh mẽ trong vỏ hoặc gỗ cây, chiếm khoảng 20-30% thành phần. Vai trò chính của lignin là gia cố thành tế bào bằng cách tạo ra mạng lưới đan xen.

Các nhà nghiên cứu có thể chiết xuất sợi hữu cơ chứa lignin từ gỗ tự nhiên thông qua xử lý vật lý và hóa học. Những sợi hữu cơ này có thể đóng vai trò chất ổn định, đồng thời thân thiện với môi trường, không độc hại, không gây ô nhiễm, đại diện cho xu hướng sản phẩm xanh.

Khái niệm pin gỗ không hoàn toàn mới, minh chứng là các nỗ lực của Nhật Bản. Tập đoàn Giấy Nhật Bản, phối hợp với Đại học Đông Bắc Nhật Bản, Fukuhara Ganuo và những nhà nghiên cứu khác, đã thành công trong việc khai thác nguyên liệu gỗ để tạo ra một loại “pin gỗ” độc đáo. Tập đoàn Giấy Nhật Bản hình dung một tương lai nơi “pin gỗ” này có thể cung cấp năng lượng cho xe điện thuần túy.

Với sự phổ biến của xe năng lượng mới và nhu cầu tăng cao đối với xe điện thuần túy, thị trường pin đã mở rộng. Song song đó, vấn đề tái chế pin và tác động môi trường của pin thải bỏ ngày càng được quan tâm. Khi nguồn cung nguyên liệu pin ngày càng khan hiếm và giá cả leo thang, công nghệ tái chế pin thải và tình trạng ô nhiễm môi trường trở thành vấn đề cấp bách.

Các nghiên cứu cho thấy một viên pin cúc áo nhỏ khi bị ném xuống nước có thể làm ô nhiễm 600.000 lít nước, tương đương lượng nước uống cả đời của một người. Khi pin bị chôn lấp dưới đất, các kim loại nặng hiếm trong pin có thể thấm vào nước ngầm và đất, gây ô nhiễm. Để giải quyết vấn đề này, việc tìm kiếm nguyên liệu thô thay thế để tạo ra pin mới trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Khi công nghệ tiến bộ, pin gỗ có thể đạt được hoặc thậm chí vượt hiệu suất của pin lithium hiện nay, mang lại dung lượng lưu trữ năng lượng đầy hứa hẹn trong lĩnh vực bền vững môi trường. Hơn nữa, sự mở rộng của xe điện và nhu cầu về giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả khiến nghiên cứu về vật liệu thay thế càng trở nên quan trọng.

Tương lai có thể chứng kiến pin gỗ trở thành lựa chọn khả thi cho lưu trữ năng lượng xanh, với dung lượng có thể vượt trội so với pin lithium truyền thống, mở ra một tương lai sáng lạn và bền vững hơn cho môi trường.