Tại Đại học Stanford (Mỹ), TS Linh Lê, sinh năm 1996, theo đuổi những bài toán khó của khoa học vật liệu và công nghệ lưu trữ năng lượng. Hướng nghiên cứu của nữ tiến sĩ tập trung vào việc phát triển vật liệu và hệ pin thế hệ mới, trong đó có pin lithium-lưu huỳnh (Li-S), với kỳ vọng cải thiện mật độ năng lượng, độ bền và khả năng vận hành.

Năm 2025, Linh được trao Giải thưởng L’Oréal – UNESCO Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học. Sự ghi nhận này gắn với những nghiên cứu của chị về chất điện giải cho pin lithium-lưu huỳnh, một hướng tiếp cận nhằm xử lý các điểm nghẽn đang cản trở việc đưa công nghệ pin này vào ứng dụng rộng rãi.

Trong sự nghiệp của mình, TS Linh Lê đã tham gia những dự án trọng điểm thuộc Liên minh Battery500 của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), đồng thời có các công bố trên các tạp chí hàng đầu như Nature Sustainability. Nghiên cứu của chị tập trung vào đổi mới pin và các hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến, lĩnh vực được xem là mạch dẫn quan trọng của tương lai giao thông và an ninh năng lượng.

Tìm lời giải cho những giới hạn của công nghệ pin

Pin lithium-ion hiện vẫn chiếm ưu thế trên thị trường, nhưng mật độ năng lượng còn hạn chế, ảnh hưởng đến quãng đường di chuyển của xe điện và trải nghiệm người dùng. Đây cũng là một trong những thách thức đặt ra đối với sự phát triển của các thế hệ xe điện mới.

Pin lithium–lưu huỳnh (Li–S) được đánh giá là công nghệ đầy triển vọng nhờ khả năng đạt mật độ năng lượng cao hơn đáng kể, đồng thời có tiềm năng giảm chi phí. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn đối mặt với hai thách thức lớn: hiện tượng dịch chuyển polysulfide và sự suy giảm của điện cực lithium kim loại trong quá trình hoạt động. Những vấn đề này ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ pin, cản trở việc thương mại hóa Li–S trên quy mô lớn.

Đây là những vấn đề mà nhóm nghiên cứu của TS Linh Lê tìm cách giải quyết thông qua thiết kế chất điện giải lỏng đa chức năng. Để đạt mục tiêu này, nhóm nghiên cứu hệ đồng dung môi kết hợp với các phụ gia chọn lọc, qua đó điều chỉnh và tối ưu hóa các phản ứng điện hóa bên trong pin.

Bên cạnh nghiên cứu thực nghiệm, nhóm kết hợp mô phỏng lý thuyết để làm rõ cơ chế cải thiện hiệu suất, từ đó xác định cấu trúc điện cực và phương án thiết kế pin phù hợp. Mục tiêu cuối cùng là nâng cao dung lượng, kéo dài tuổi thọ chu kỳ và thúc đẩy công nghệ pin lithium–lưu huỳnh tiến gần hơn đến khả năng ứng dụng thực tế.

TS Linh Lê cho hay, thành công của dự án sẽ góp phần đưa kết quả nghiên cứu đến gần hơn với ứng dụng thực tiễn, tạo tiền đề phát triển các dòng pin có hiệu suất cao với chi phí hợp lý. Công nghệ này không chỉ mở ra triển vọng cho ngành xe điện mà còn có tiềm năng ứng dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, góp phần thúc đẩy sử dụng năng lượng tái tạo và giảm phát thải.

Tập trung những cơ hội đem lại từ khoa học

Con đường đến với khoa học vật liệu của Linh Lê bắt đầu bằng một lựa chọn không hoàn toàn được định trước. Thời phổ thông, Hóa học từng là môn chị học chưa tốt trong tổ hợp Toán, Lý, Hóa. Thế nhưng, trong kỳ thi tuyển sinh đại học năm 2014, chị đạt 9,8 điểm môn Hóa học.

Cùng năm đó, Linh Lê trúng tuyển Đại học Y Dược TP HCM và trở thành đồng Á khoa đầu vào Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia TP HCM. Chị lựa chọn chương trình cử nhân tài năng ngành Hóa học tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, một quyết định mở ra con đường nghiên cứu sau này.

Sự lựa chọn ấy gắn với nhận thức về tính ứng dụng của Hóa học trong đời sống. Với Linh Lê, ngành học không chỉ dừng ở các phản ứng trong sách giáo khoa mà còn mở ra khả năng tạo ra những vật liệu và công nghệ mới. Khi đi sâu vào chuyên ngành Hóa lý ở năm thứ ba đại học, chị bắt đầu làm việc trực tiếp tại phòng thí nghiệm nghiên cứu pin của một giáo sư.

Công việc trong phòng thí nghiệm giúp Linh Lê tiếp cận những câu hỏi cụ thể hơn: chất điện giải ảnh hưởng thế nào đến hoạt động của pin, điều gì khiến hiệu suất suy giảm và làm thế nào để cải thiện độ ổn định của hệ thống. Từ luận văn tốt nghiệp về chất điện giải trong pin, hướng nghiên cứu dần trở thành lựa chọn nghề nghiệp của chị.

Trong quá trình học đại học, Linh chủ động tìm kiếm cơ hội tiếp xúc với môi trường nghiên cứu quốc tế. Chị thực tập tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Shigeto Okada ở Đại học Kyushu, Nhật Bản. Quãng thời gian này giúp chị mở rộng kinh nghiệm thực nghiệm, tiếp cận phương pháp nghiên cứu mới và có thêm các công bố khoa học, tạo tiền đề cho bước tiếp theo trong học tập.

Năm 2020, chị nhận học bổng tiến sĩ tại Đại học bang Pennsylvania (Penn State), Mỹ. Nghiên cứu sinh tiếp tục theo đuổi những vấn đề liên quan đến vật liệu và hệ pin, từng bước chuyên sâu vào thiết kế chất điện giải và bảo vệ điện cực lithium kim loại.

Năm 2024, chị bảo vệ thành công luận án tiến sĩ về chất điện giải và lớp bảo vệ cho điện cực âm trong pin lithium kim loại có khả năng sạc nhanh, dung lượng cao. Mục tiêu của nghiên cứu là hạn chế sự suy giảm năng lượng và tuổi thọ pin trong quá trình sử dụng.

Trong quá trình nghiên cứu, Linh Lê có cơ hội hợp tác với Giáo sư Stanley Whittingham, nhà khoa học được trao Giải Nobel Hóa học năm 2019 nhờ những đóng góp trong phát triển pin lithium-ion. Với một nhà nghiên cứu trẻ, việc làm việc trong môi trường quy tụ các chuyên gia đầu ngành tạo điều kiện tiếp cận những vấn đề khoa học ở cấp độ sâu hơn, đồng thời đặt ra yêu cầu cao về kiến thức nền tảng, năng lực thực nghiệm và khả năng phối hợp trong nhóm nghiên cứu.

Sau khi hoàn thành tiến sĩ, Linh Lê tiếp tục công việc nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Stanford. Tại đây, chị theo đuổi các hướng phát triển vật liệu và hệ thống lưu trữ năng lượng tiên tiến, tiếp tục làm việc với những câu hỏi liên quan đến chất điện giải, điện cực và hiệu suất pin.

Chia sẻ về thách thức lớn nhất đối với phụ nữ trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật, TS Linh Lê cho hay, có thể là cơ hội. Môi trường nghiên cứu quốc tế như Mỹ nhìn chung có tính công bằng cao, nhưng những định kiến nhất định vẫn tồn tại, khiến phụ nữ đôi khi chưa có được cơ hội tương đương nam giới.

Bên cạnh đó, phụ nữ thường phải đảm đương nhiều vai trò trong cuộc sống, từ công việc chuyên môn đến trách nhiệm gia đình, chăm sóc con cái. Áp lực kép này đòi hỏi họ phải nỗ lực nhiều hơn để cân bằng các trách nhiệm. Dù vậy, TS Linh Lê tin rằng với năng lực, sự kiên trì và đam mê thực sự, phụ nữ có thể vượt qua những rào cản ấy. “Tôi lựa chọn tập trung vào những cơ hội mà khoa học mang lại và tiếp tục tiến về phía trước”, TS Linh Lê chia sẻ.