BattMan: Sáng kiến của Mỹ nhằm tăng tốc pin nội địa mà không phụ thuộc khoáng sản quan trọng

Các phòng thí nghiệm quốc gia của Mỹ đang dẫn đầu một liên minh nhằm đưa các công nghệ lưu trữ pin tiên tiến từ phòng thí nghiệm ra sản xuất trong nước. Sáng kiến mang tên Battery Manufacturing Accelerator, viết tắt là BattMan, quy tụ một loạt phòng thí nghiệm quốc gia, trường đại học và doanh nghiệp với mục tiêu vượt qua các rào cản trong việc mở rộng quy mô các công nghệ pin mới.

Nhu cầu về các giải pháp lưu trữ pin mới đang ngày càng cấp thiết cho lưới điện, trung tâm dữ liệu và xe điện, trong bối cảnh quá trình điện khí hóa đang dần lan rộng khắp các ngành công nghiệp.

Vì sao cần một chương trình như BattMan?

Pin có mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với các loại nhiên liệu như dầu mỏ, nên cuộc tìm kiếm vật liệu tốt hơn chưa bao giờ dừng lại. Các nhà nghiên cứu cũng muốn cải thiện độ an toàn của các tế bào lithium-ion dễ cháy, cắt giảm chi phí sản xuất, tăng tốc độ sạc và giảm phụ thuộc vào các nguyên liệu thô khan hiếm.

"Những tiến bộ chúng ta đạt được hôm nay trong công nghệ sản xuất pin sẽ quyết định an ninh năng lượng và khả năng cạnh tranh kinh tế của nước Mỹ trong nhiều thập kỷ tới", Audrey Robertson, trợ lý Bộ trưởng Năng lượng thuộc Bộ Năng lượng Mỹ (DoE), đơn vị giám sát chương trình, cho biết.

Theo DoE, dù giới nghiên cứu không ngừng phát triển vật liệu và hóa học pin mới, nhiều công nghệ đầy hứa hẹn vẫn gặp trở ngại trên con đường từ phòng thí nghiệm đến sản xuất thương mại. BattMan sẽ giải quyết vấn đề này bằng cách kết hợp trí tuệ siêu việt – tức AI – với sản xuất tiên tiến thành một hệ sinh thái đổi mới dựa trên dữ liệu và được phối hợp chặt chẽ.

Liên minh gồm những ai?

Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (Pacific Northwest National Laboratory) dẫn đầu liên minh, cùng với Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge, Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Phòng thí nghiệm Quốc gia Rockies.

Các đối tác học thuật bao gồm Đại học Washington, Đại học Binghamton, Đại học Alabama, Đại học bang Arizona và Đại học Michigan-Dearborn.

Chương trình cũng đang xây dựng quan hệ với các nhà sản xuất pin và vật liệu, đồng thời hy vọng né tránh được vấn đề nguồn cung khoáng sản quan trọng bằng cách tìm ra vật liệu pin từ các nguyên tố phổ biến hơn, có sẵn trong nước.

AI và sản xuất thông minh

Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge (ORNL) đóng góp trung tâm R&D Battery Manufacturing Facility (BMF) và dự kiến xây dựng một giàn thử nghiệm thông minh với cảm biến tiên tiến, giám sát thời gian thực và phân tích dữ liệu để thử nghiệm cả hai phương pháp sản xuất điện cực ướt lẫn khô.

BattMan cũng sẽ triển khai các dây chuyền thí điểm tự động, kết hợp cảm biến, giám sát quy trình và hệ thống điều khiển thông minh nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm độ biến thiên trong quá trình sản xuất. Mục tiêu là một nền tảng sản xuất dựa trên AI có khả năng phát hiện bất thường ngay khi chúng xảy ra và tự động điều chỉnh tham số để ngăn ngừa lỗi.

"BattMan Accelerator chính là kiểu nỗ lực quốc gia phối hợp nhằm biến các đột phá khoa học thành lợi thế về kinh tế và an ninh năng lượng", Chins Chinnasamy, thành viên R&D xuất sắc và là trưởng nhóm liên minh của ORNL, khẳng định.

Góc nhìn cho độc giả Việt Nam

Sáng kiến này phản ánh xu hướng toàn cầu trong việc đưa AI vào sản xuất công nghiệp – lĩnh vực mà các doanh nghiệp Việt Nam cũng đang dần tiếp cận, đặc biệt ở các nhà máy thông minh và khu công nghiệp công nghệ cao. Việc giảm phụ thuộc vào khoáng sản quan trọng cũng là bài học đáng tham khảo với các quốc gia đang xây dựng chuỗi cung ứng pin và năng lượng tái tạo, trong đó có Việt Nam.

Các tổ chức quan tâm đến việc trở thành một phần của BattMan có thể truy cập trang web của chương trình để tìm hiểu thêm.