Pin silicon-không khí được xem như là một giải pháp tiềm năng cho công nghệ lưu trữ năng lượng hiện nay. Tuy nhiên, nhược điểm của loại pin này là thời gian hoạt động tương đối ngắn. Đến nay, các nhà nghiên cứu đã tìm ra được lý do vì sao. 

Về lý thuyết, pin silicon-không khí có mật độ năng lượng cao hơn, nhỏ và nhẹ hơn so với pin lithium-ion hiện nay. Ngoài ra, loại pin này còn rất thân thiện với môi trường và không nhạy cảm với những ảnh hưởng từ bên ngoài. Nhưng lợi thế quan trọng nhất của nó lại nằm ở chất liệu: Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong lớp vỏ trái đất sau oxy, giá rẻ và có thể nói là vô tận.

Tuy nhiên, pin silicon không khí hiện vẫn còn có một vài nhược điểm, ví dụ như thời gian hoạt động tương đối ngắn. Các nhà nghiên cứu mới đặt ra những giả định để giải thích cho điều này như một lớp bảo vệ tự hình thành trên cực dương silicon, chất điện phân không phù hợp hay có vấn đề gì với điện cực không khí. Các nhà nghiên cứu đã cố gắng khắc phục nhược điểm này bằng cách cải thiện các thành phần của pin silicon không khí nhưng thất bại. Kết quả tốt nhất mà họ đã đạt được thông qua việc sử dụng một điện cực đặc biệt, chất lượng cao, dựa trên dung dịch ion là tăng thời gian hoạt động của pin lên vài trăm giờ. Tuy nhiên, điều này lại trái ngược với ý tưởng ban đầu của họ là cung cấp một loại pin hiệu quả, giá rẻ để thay thế pin lithium-ion. 

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Năng lượng và Khí hậu (IEK) Jülich lại cho rằng nguyên nhân của điều này nằm ở việc tiêu thụ chất điện giải. Tham gia dự án AlSiBat được Bộ Liên bang về Giáo dục và Nghiên cứu Đức, các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống máy bơm trong đó có chất lỏng điện phân - hydroxit kali hòa tan trong nước  được nạp đầy theo thời gian. Khi các cực dương silicon vẫn tiếp xúc với chất điện phân, pin sẽ tiếp tục chạy. Nhờ đó, thời gian hoạt động của pin sẽ kéo dài lên tới trên 1.100 giờ, tương đương với gần 46 ngày, cho đến khi silicon được sử dụng hết hoàn toàn, sau đó pin có thể được sạc bằng cách thay đổi cực dương.

Các nhà khoa học đang tìm cách để duy trì thời gian hoạt động của pin mà không cần phải nạp đầy chất điện phân. 

Ngọc Diệp (Theo Science Daily)