Trung Quốc phát triển tàu ngầm chạy pin lithium: Hiện đại như ô tô điện, có thể tăng tốc như xe Tesla

Các nhà nghiên cứu thuộc Học viên Tàu ngầm Hải quân ở Thanh Đảo, tỉnh Sơn Đông, cho biết, nguồn năng lượng từ lithium - thay thế cho pin axit chì thông thường, có thể giúp tàu tăng gấp đôi thời gian ở dưới nước và tăng tốc như một chiếc ô tô Tesla.

Ban đầu, đã có những lo ngại về việc thay thế pin bằng lithium vì có thể chúng sẽ bắt lửa hoặc phát nổ. Tuy nhiên, theo nghiên cứu, các chuyên gia đã có giải pháp thông qua quá trình phát triển và thử nghiệm quy mô lớn trên thị trường ô tô điện của Trung Quốc. Pin lithium cũng được chứng minh là hoạt động an toàn trong những tình huống khó khăn.

Nhóm nghiên cứu do Wang Feng dẫn đầu- nhà thiết kế tàu ngầm: “Sau khi giải quyết được những vấn đề đó, việc thay thế pin axit chì bằng pin lithium cho tàu ngầm là một bước ngoặt”.

Thông thường, tàu ngầm sử dụng động cơ diesel trên bề mặt, nhưng khi chìm dưới nước thì hệ thống đẩy và các thiết bị khác lấy năng lượng từ pin. Ở chế độ chạy pin, tàu gây ít tiếng ồn hơn so với tàu ngầm hạt nhân, vốn phải sử dụng các máy bơm lớn, mạnh để làm mát lò phản ứng. Toàn bộ đội tàu ngầm của Hải quân Mỹ đều chạy bằng năng lượng hạt nhân.

Tuy nhiên, axit chì trên những tàu ngầm này vẫn được sử dụng và gần như không có gì thay đổi kể từ Thế chiến II. Theo bài đăng trên Tạp chí Marine Electric and Electronic Engineering của Trung Quốc, việc sử dụng pin axit chì đã có một số vấn đề vì khả năng lưu trữ năng lượng thấp, sạc chậm, công suất điện yếu, tuổi thọ ngắn và khả năng làm rò rỉ khí độc.

Về lý thuyết, pin lithium có khả năng chứa điện gấp 5 lần hoặc nhiều hơn pin axit chì và có tốc độ sạc, cũng như khả năng truyền điện nhanh hơn. Tuy nhiên, nhiều vụ việc như pin điện thoại phát nổ đã làm dấy lên những lo ngại về tính an toàn của công nghệ này. Nguyên nhân của những vụ việc như vậy một phần là do niken và coban - những nguyên tố được sử dụng để tăng hiệu suất của pin. Nhưng trong những năm gần đây, một số nhà sản xuất pin Trung Quốc đã thay thế chúng bằng sắt và phốt-pho.

Nhờ giá thành thấp và thông dụng, sắt và phốt-pho có thể tạo cấu trúc ổn định cao, giúp cải thiện đáng kể về độ an toàn của pin lithium mà không làm giảm hiệu suất quá mạnh. Tại thị trường Trung Quốc, số lượng ô tô điện mới sử dụng công nghệ pin này đã cao hơn số xe sử dụng niken và coban.

Theo nhóm nghiên cứu, Trung Quốc phụ thuộc rất nhiều vào các quốc gia khác về nguồn cung niken và coban. Bởi vậy, các tàu ngầm sử dụng pin lithium có thể sẽ sử dụng phương pháp mới.

Trung Quốc sản xuất 3/4 sản lượng xe điện trên thế giới. Các nhà nghiên cứu cho biết trong bài đăng: “Pin lithium có công suất lớn cho xe điện đã được Trung Quốc phát triển thành công và đang dẫn đầu thị trường.”

Trung Quốc không phải quốc gia duy nhất sử dụng pin lithium cho đội tàu ngầm. Hải quân Nhật Bản cũng đã áp dụng công nghệ mới vào năm 2018, đưa thêm mangan vào pin lithium trong tàu ngầm để cải thiện độ an toàn song hiệu suất lại giảm.

Năm 2021, Hàn Quốc đã hạ thuỷ tàu ngầm chạy bằng pin lithium đầu tiên, sử dụng niken và coban. Về kỹ thuật loại pin này giống pin sử dụng trong smartphone nhưng quân đội Hàn Quốc cho biết đã tích hợp thêm biện pháp an toàn để đảm bảo hoạt động của tàu. Đức và Pháp cũng phát triển từ nguyên mẫu pin lithium để sử dụng cho tàu ngầm trong tương lai gần.

Tham khảo SCMP