Công ty khởi nghiệp Cancrie có trụ sở tại Jaipur, do Akshay Jain và Mahi Singh đồng sáng lập, đang sản xuất nanocarbon cho pin từ vỏ dừa. Cặp đôi này chia sẻ cách công nghệ được cấp bằng sáng chế của họ đang xây dựng các giải pháp lưu trữ năng lượng tốt hơn cho một thế giới bền vững.
Với giá nhiên liệu tăng cao và lời hứa cung cấp một giải pháp thay thế xanh cho động cơ đốt trong truyền thống, thị trường xe điện tử (EV) đã bùng nổ ở Ấn Độ trong những năm gần đây. Tuy nhiên, khái niệm về tính bền vững do tác động môi trường của việc sản xuất pin và nguồn năng lượng để cung cấp năng lượng cho những loại pin này vẫn còn đáng ngờ.
“Khi xe điện và các nguồn năng lượng tái tạo trở nên phổ biến hơn, nhu cầu lưu trữ năng lượng cũng tăng lên. Điều này có nghĩa là cần nhiều pin hơn, dẫn đến việc khai thác vật liệu tăng lên. Điều này gây thêm áp lực cho hành tinh khi chúng ta khai thác nhiều tài nguyên hơn để sản xuất pin”, Akshay Jain, đồng sáng lập Cancrie, chia sẻ với The Better India.
Để tìm ra giải pháp tối ưu, Akshay (36) cùng với người đồng sáng lập Mahi Singh (35) đã sáng chế nanocarbon cho pin từ vỏ dừa. Công nghệ được cấp bằng sáng chế này được cho là có thể tăng hiệu suất pin lên 125 phần trăm, do đó giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô để sản xuất pin.“Chúng tôi đang sử dụng chất thải để tạo ra nanocarbon và bằng cách thêm nó vào pin hiện có như một thành phần, chúng tôi đang tăng hiệu suất của chúng. Điều này làm giảm nhu cầu khai thác kim loại đất hiếm và làm cho hành tinh bền vững hơn”, ông nói thêm.
Akshay và Mahi đã sáng chế ra nanocarbon dùng cho pin từ vỏ dừa.
Chiết xuất carbon hữu ích từ chất thải nông nghiệp
Akshay và Mahi lớn lên cùng nhau và học cùng một trường ở Jaipur. Năm 2010, Akshay tiếp tục theo đuổi bằng Tiến sĩ về kỹ thuật hóa học tại Đại học Quốc gia Singapore. Hai năm sau, Mahi cũng đến Singapore để theo học bằng Thạc sĩ tại Đại học Công nghệ Nanyang.
Cùng thời điểm đó, họ bắt đầu lên ý tưởng về công nghệ này.
“Trong thời gian này, chúng tôi đã cố gắng tái chế chất thải nông nghiệp thành phân bón, nhiên liệu giá rẻ và chất hấp thụ. Sau một năm rưỡi nghiên cứu, chúng tôi đã đạt được bước đột phá lớn bằng cách biến chất thải nông nghiệp thành nanocarbon có giá trị cao để sử dụng trong pin. Đó là bước ngoặt cho dự án của chúng tôi”, Akshay cho biết.
Mahi chỉ ra rằng “nhiều người đang sử dụng EV hơn, cùng với sự quan tâm ngày càng tăng đối với việc sử dụng năng lượng mặt trời tái tạo, cả hai đều dựa vào pin. Khi nói chuyện với nhiều người, chúng tôi hiểu rằng các loại pin hiện có, được làm bằng carbon có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, phải đối mặt với những thách thức liên quan đến tuổi thọ, sạc, trả lại bảo hành và an toàn. Chúng tôi coi đây là một plug-in lớn cho sự đổi mới của mình.”
Akshay và Mahi quyết định kết hợp cả hai mối quan tâm về chất thải nông nghiệp ngày càng tăng và nhu cầu về pin ngày càng tăng, và giết hai con chim bằng cùng một hòn đá! Năm 2020, Akshay và Mahi đã ra mắt công ty khởi nghiệp 'Cancrie' để thương mại hóa sáng kiến được cấp bằng sáng chế của họ.
Công ty khởi nghiệp này tuyên bố nanocarbon của họ làm tăng hiệu suất pin và giảm nhu cầu khai thác nguyên liệu thô để sản xuất pin.
Ban đầu, họ sử dụng 15 loại rác thải khác nhau — bao gồm vỏ dừa, vỏ dừa, hạt trái cây, giấy thải, vỏ hạt cọ và tóc người — để tái chế chúng thành nanocarbon hữu ích.
“Nhưng xét về góc độ kinh doanh, chúng tôi thấy vỏ dừa là tiền chất phù hợp vì tính khả thi về mặt thương mại và tính sẵn có cũng như sự phong phú của chúng. Những tiền chất này sở hữu một số đặc tính nhất định như hàm lượng carbon cao, mức độ cứng và hàm lượng tro, khiến chúng trở thành lựa chọn tốt hơn”, Akshay cho biết.Sau khi xử lý nhiệt chất thải nông nghiệp, công ty khởi nghiệp này chiết xuất bột màu đen, được gọi là nanocarbon. So với các giải pháp hiện có được sử dụng trong pin, giải pháp này được cho là có diện tích bề mặt, mạng lưới lỗ rỗng, khả năng thấm ướt bề mặt và chức năng tốt hơn — điều này giúp tăng cường các phản ứng điện hóa trên các tấm điện cực ở cấp độ phân tử trong pin.
Nâng cao hiệu quả và tuổi thọ của pin
Sau khi tiến hành thử nghiệm tiêu chuẩn BIS an toàn cho pin sử dụng nanocarbon của họ ở quy mô công nghiệp, công ty khởi nghiệp đã thương mại hóa sản phẩm của họ cho các nhà sản xuất pin hàng đầu trong nước. Mahi thông báo rằng ít nhất 3.500 pin với nanocarbon Cancrie đã được đưa vào thị trường nội địa tại Delhi, Navi Mumbai và Pune ở Maharashtra.
Năm 2023, Cancrie cũng đã được Cục Hiệu quả Năng lượng, Bộ Điện lực trao giải thưởng Đổi mới Hiệu quả Năng lượng Quốc gia.
Điều thú vị là các nanocarbon này đã chứng minh được khả năng tăng mật độ năng lượng cho pin hybrid lithium-ion lên 125 phần trăm. Giải thích một cách đơn giản, Akshay cho biết, “Với điều này, bất kỳ người dùng xe hai bánh nào cũng có thể chạy cùng một chiếc xe trong 225 km thay vì 100 km vì phạm vi đã tăng lên. Nếu ai đó lái xe hai bánh của họ với tốc độ 40 đến 50 km một giờ, với xe của chúng tôi, họ có thể chạy với tốc độ tốt hơn nhiều là 60 đến 70 km một giờ.”
“Chúng tôi có những lợi thế khác cho pin axit chì như các nhà đầu tư hộ gia đình, nơi nanocarbon của chúng tôi đã chứng minh là cải thiện vòng đời của pin. Khi những loại pin như vậy được sạc, một lượng điện đáng kể bị mất trong quá trình tản nhiệt. Vật liệu của chúng tôi làm giảm điện trở bên trong, do đó lưu trữ phần lớn năng lượng dưới dạng năng lượng hóa học. Điều này chuyển thành sạc nhanh hơn và cải thiện vòng đời của pin sử dụng nanocarbon của chúng tôi”, ông nói thêm.
Cancrie đã quan sát thấy khả năng duy trì công suất cao hơn, do đó có tuổi thọ cao hơn, có thể lên tới 50 phần trăm, giúp giảm thiểu tổn thất do trả lại bảo hành.
Mahi cho biết ít nhất 3.500 pin nanocarbon Cancrie đã có mặt trên thị trường trong nước.
Kiran Chinchane, chủ sở hữu của Laurus Batteries có trụ sở tại Mumbai, đã sử dụng nanocarbon trong quá trình sản xuất pin axit chì của họ trong năm rưỡi qua. Ông nói với The Better India, “Sau khi kết hợp nanocarbon của họ vào pin axit chì của chúng tôi , chúng tôi đã kéo dài thành công vòng đời của pin thêm 20 đến 25 phần trăm. Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm cũng chỉ ra rằng việc trả lại bảo hành cũng giảm. Hiện tại, chúng tôi đã thay thế 20 phần trăm pin của mình bằng thành phần nanocarbon của họ và tôi đặt mục tiêu tích hợp nó vào tất cả các loại pin của chúng tôi trong tương lai.”Trong khi đó, Amitej, giám đốc phát triển sản phẩm tại Cancrie, nói với The Better India, “Khi hiệu suất và vòng đời của pin tăng lên, bạn không cần phải sản xuất nhiều pin hơn mức cần thiết để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng. Điều này cũng sẽ làm giảm lượng khí thải CO2 và GHG (khí nhà kính). Đến năm 2050, chúng tôi sẽ giảm được bốn Giga tấn khí thải CO2 hàng năm chỉ bằng cách chuyển đổi vật liệu.”
Năm 2023, Cancrie cũng đã được Cục Hiệu quả Năng lượng, Bộ Điện lực trao giải thưởng Đổi mới Hiệu quả Năng lượng Quốc gia.
Cá nhân tôi, hành trình này vô cùng viên mãn, Akshay chia sẻ. “Khi tôi bắt đầu công việc này, tôi không chắc nó sẽ ra sao. Nó đòi hỏi rất nhiều kiên nhẫn vì phải mất nhiều năm mới có thể gặt hái được thành quả. Chúng tôi đã chế tạo nanocarbon từ đầu và trên hết là từ chất thải. Chúng tôi mất gần 10 đến 12 năm trước khi bắt đầu bán. Tôi vô cùng mãn nguyện khi chúng tôi đã đưa sản phẩm này lên một tầm cao như vậy”, anh nói thêm.
(Biên tập bởi Pranita Bhat; Tất cả ảnh: Mahi Singh)
