Với tên gọi Siêu tụ điện graphene cấp vi mô, những thiết bị pin này được chế tạo từ một tấm carbon dày bằng đúng 1 nguyên tử, có thể sản xuất dễ dàng cũng như tích hợp vào trong các thiết bị di động. Kích cỡ siêu nhỏ của chúng cũng cho phép các hãng sản xuất tạo ra những thiết kế điện thoại nhỏ hơn đáng kể.

Sạc đầy pin Smartphone trong vài giây

Cơ chế hoạt động

Để một tụ điện có thể hoạt động được, người ta cần bố trí hai điện cực sao cho bề mặt ngăn cách giữa chúng đạt độ lớn tối đa. Nhờ đó mà siêu tụ điện sẽ có thể lưu được nhiều điện hơn.

Trước đây, người ta từng thử nghiệm làm điện cực bằng cách ép nhiều lớp graphen chồng lên nhau (bạn có thể hình dung giống như ta ép nhiều lát bánh mỳ lại). Tuy nhiên, cách này không áp dụng được cho các bo mạch điện tử.

Kết quả là siêu tụ điện sẽ có năng lực sạc lớn hơn so với các tụ điện xếp chồng. Giáo sư Richard Kaner, Bộ môn Khoa học vật liệu tại Đại học Cơ khí và Khoa học ứng dụng Henry Samuel (thuộc UCLA), người đứng đầu nhóm nghiên cứu hy vọng phát hiện đột phá này ít nhất cũng rút ngắn thời gian sạc pin điện thoại và xe điện cho người dùng. Xa hơn, chúng sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho thiết kế công nghệ với sự ra đời của các thiết bị siêu nhỏ.

Ngoài mô hình bố trí điện cực mới, nhóm của ông Kaner còn nghĩ ra một phương pháp sản xuất pin siêu tụ điện hết sức đơn giản, sử dụng đầu ghi đĩa DVD thông thường.

"Các phương pháp truyền thống để sản xuất siêu tụ điện siêu nhỏ có nhiều hạn chế, đội chi phí lên cao nên khó ứng dụng thương mại. Chúng tôi chỉ sử dụng đầu ghi đĩa DVD LightScribe bán rất nhiều trên thị trường để tạo ra những siêu tụ điện tí hon từ hợp chất graphene. Chúng tôi có thể sản xuất được hơn 100 siêu tụ điện với mỗi chiếc đĩa DVD duy nhất trong chưa đẩy 30 phút, sử dụng các vật liệu rẻ tiền", ông Kaner tuyên bố.

Chính vì phương pháp sản xuất đơn giản nên người dùng cũng có thể tự chế tạo pin siêu tụ điện graphene tại nhà. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang liên hệ với các hãng sản xuất phần cứng để tìm kiếm cơ hội "đại trà hóa" loại pin siêu nhanh này.