Tuy nhiên, mặc dù có tiềm năng to lớn nhưng pin graphene vẫn chưa tạo được tác động đáng kể trên thị trường. Điều gì đang cản trở chúng? Để hiểu những thách thức mà pin graphene phải đối mặt, điều quan trọng là phải hiểu qua các đặc tính của chính graphene.
Có thể hiểu đơn giản, graphene là vật liệu cực kỳ mỏng, nhẹ và linh hoạt, được cấu tạo từ các nguyên tử carbon liên kết với nhau theo hình lục giác tuần hoàn. Cụ thể hơn, mạng tinh thể graphene có độ dày chỉ bằng một nguyên tử carbon, về cơ bản là cacbon kết tinh. Ưu điểm của graphene là khả năng dẫn điện, chịu nhiệt tốt và hạn chế hao phí năng lượng khi dòng điện chạy qua. Hơn nữa, nó có độ bền cơ học và độ ổn định hóa học vượt trội. Những đặc điểm này khiến graphene trở thành ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng pin vì nó có khả năng nâng cao khả năng lưu trữ năng lượng, sạc nhanh và tăng tuổi thọ tổng thể của pin.
Một trong những lý do chính khiến pin graphene vẫn chưa phổ biến là do chi phí sản xuất. Graphene là vật liệu sản xuất tương đối đắt tiền, chủ yếu do các quy trình phức tạp và tốn thời gian. Chưa kể đến khả năng mở rộng quy mô sản xuất graphene lại còn tốn kém hơn nữa. Những yếu tố này góp phần làm pin graphene có giá thành cao, khiến chúng kém hiệu quả về mặt kinh tế hơn so với các công nghệ pin truyền thống.
Một trở ngại khác cản trở việc sử dụng rộng rãi pin graphene là kỹ thuật sản xuất chưa được tiêu chuẩn hóa. Các nhà nghiên cứu và công ty trên toàn thế giới đang khám phá nhiều phương pháp khác nhau để tích hợp graphene vào hệ thống pin, dẫn đến thiếu tiêu chuẩn hóa và khả năng tương thích. Việc thiếu tiêu chuẩn hóa này đặt ra những thách thức về kiểm soát chất lượng, độ tin cậy và an toàn.
Việc thương mại hóa bất kỳ công nghệ mới nào đều đòi hỏi phải có thử nghiệm và chứng nhận rộng rãi để đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của nó. Pin graphene cũng không ngoại lệ. Mặc dù nhiều nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của pin graphene trong phòng thí nghiệm nhưng việc ứng dụng rộng rãi vẫn cần phải trải qua quá trình kiểm tra nghiêm ngặt để đáp ứng các tiêu chuẩn quy định. Quá trình này mất nhiều thời gian và tốn kém, càng làm chậm việc gia nhập thị trường của pin graphene.
Dù có những thách thức, các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất vẫn đang nỗ lực vượt qua những trở ngại mà pin graphene gặp phải. Một số công ty đã đạt được tiến bộ trong việc tăng quy mô sản xuất graphene và phát triển các kỹ thuật sản xuất tiết kiệm chi phí. Ngoài ra, sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất đang thúc đẩy nỗ lực tiêu chuẩn hóa loại pin này.
Pin lithium-ion đã trải qua nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển, mới tạo ra những sản phẩm hoàn thiện và đáng tin cậy như ngày nay. Pin graphene vẫn đang trong giai đoạn đầu được thương mại hóa. Tuy nhiên, khi các nghiên cứu tiếp tục và đạt được tính hiệu quả kinh tế, pin graphene có thể dần trở nên cạnh tranh hơn và tìm được chỗ đứng trong các ứng dụng cụ thể.
