Tại phòng thí nghiệm của Đại học Stanford (Mỹ), nơi quy tụ nhiều nhà khoa học hàng đầu về năng lượng, TS Linh Lê (sinh năm 1996) đang theo đuổi một trong những bài toán lớn của công nghệ pin. Nữ nghiên cứu viên sau tiến sĩ là thành viên của các dự án thuộc Liên minh Battery500 do Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) khởi xướng, chương trình nghiên cứu hàng đầu thế giới về lưu trữ năng lượng.

Năm 2025, chị trở thành một trong ba nhà khoa học nữ được trao Giải thưởng L’Oréal – UNESCO “Vì sự phát triển phụ nữ trong khoa học”. Hội đồng giám khảo đánh giá cao hành trình nghiên cứu bền bỉ của nữ tiến sĩ trẻ, người kết hợp chặt chẽ giữa tư duy lý thuyết và thực nghiệm trong lĩnh vực khoa học vật liệu.

Các công trình của TS Linh Lê tập trung vào khoa học và kỹ thuật vật liệu, với hướng nghiên cứu chính là Battery Innovation và Advanced Energy Storage Systems. Một số kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế như Nature Sustainability.

Lời giải khoa học cho bài toán pin thế hệ mới

TS Linh Lê cho hay, hướng nghiên cứu hiện nay của chị tập trung vào thiết kế các chất điện giải lỏng đa chức năng cho pin lithium- lưu huỳnh (Li–S), nhằm xử lý những điểm nghẽn kỹ thuật quan trọng của hệ pin này. Các kết quả bước đầu được đánh giá có nhiều triển vọng, và chính công trình đó đã giúp chị nhận được sự đánh giá cao của Hội đồng Giám khảo, qua đó được trao giải thưởng danh giá năm 2025.

Dù xe điện đang tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực giao thông, các hệ pin lithium-ion truyền thống được cho là đã tiến gần đến ngưỡng giới hạn cả về mật độ năng lượng lẫn chi phí sản xuất. Để xe điện có thể vận hành quãng đường dài hơn sau mỗi lần sạc và đạt mức giá cạnh tranh với xe chạy xăng, nhiều nhà khoa học đang tìm kiếm một giải pháp pin thay thế. Với TS Linh Lê, hướng đi đó chính là pin lithium- lưu huỳnh (Li–S).

Được xem là một trong những thế hệ pin kế tiếp đầy hứa hẹn, pin lithium- lưu huỳnh (Li–S) có khả năng đạt mật độ năng lượng cao hơn đáng kể so với nhiều công nghệ pin hiện nay, đồng thời chi phí vật liệu cũng thấp hơn. Tuy nhiên, quá trình phát triển công nghệ này vẫn đang gặp phải hai thách thức quan trọng: hiện tượng dịch chuyển polysulfide và sự suy giảm lithium kim loại trong quá trình hoạt động. Đây cũng là những nguyên nhân chính khiến pin Li–S chưa thể được thương mại hóa trên quy mô lớn.

Đề án nghiên cứu mà TS Linh theo đuổi tập trung phát triển chất điện giải lỏng đa chức năng với cấu trúc hóa học được thiết kế đặc biệt nhằm hạn chế sự hòa tan của polysulfide, đồng thời cải thiện độ ổn định của điện cực lithium.

Song song với các thí nghiệm thực nghiệm, nhóm nghiên cứu còn kết hợp phân tích thực nghiệm với mô phỏng lý thuyết nhằm làm rõ cơ chế giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của pin. Từ các kết quả thu được, họ có thể đề xuất cấu trúc điện cực cũng như thiết kế pin phù hợp hơn. Mục tiêu cuối cùng của hướng nghiên cứu này là tăng dung lượng, nâng cao độ bền chu kỳ và đưa công nghệ Li–S tiến gần hơn đến khả năng ứng dụng trên thị trường.

Nếu đạt được những thông số tối ưu, pin Li–S có thể đạt mật độ năng lượng khoảng 350 Wh/kg, vượt trội so với nhiều công nghệ pin hiện nay. Bên cạnh đó, việc kéo dài tuổi thọ chu kỳ cũng là yếu tố quan trọng giúp loại pin này có thể được ứng dụng rộng rãi trong thực tế.

Theo TS Linh Lê, nếu dự án đạt được các mục tiêu đề ra, kết quả nghiên cứu sẽ mở ra khả năng phát triển những hệ pin hiệu suất cao với chi phí hợp lý hơn. Tác động của bước tiến này không chỉ dừng lại ở ngành xe điện mà còn liên quan đến các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, vốn đóng vai trò quan trọng trong việc gia tăng tỷ lệ sử dụng năng lượng tái tạo và hướng tới mục tiêu giảm phát thải.

“Khi pin Li–S đạt được sự ổn định cần thiết, công nghệ này có thể mở ra chương mới cho việc tích hợp các giải pháp năng lượng bền vững trên quy mô toàn cầu”, nữ tiến sĩ chia sẻ.

Vượt rào cản nhờ năng lực và đam mê

Con đường đến với khoa học vật liệu của TS Linh Lê bắt đầu từ một cơ duyên khá bất ngờ. Khi còn là sinh viên đại học tại TP HCM, chị gặp một giáo sư có ảnh hưởng lớn đến định hướng nghề nghiệp sau này. Người thầy ấy không chỉ truyền cảm hứng nghiên cứu mà còn mở ra cho chị cơ hội tiếp cận những xu hướng khoa học mới, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ pin.

Từ những gợi mở ban đầu đó, TS Linh dần nhận ra tiềm năng rộng lớn của khoa học vật liệu và các công nghệ lưu trữ năng lượng. Chính sự định hướng ấy đã giúp chị có cơ hội ra nước ngoài học tập và làm việc, đồng thời tiếp xúc với nhiều nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực xe điện và hệ thống lưu trữ năng lượng.

Càng đào sâu nghiên cứu, nữ tiến sĩ càng nhận ra sức hấp dẫn đặc biệt của lĩnh vực này. Những thách thức khoa học, theo chị, vừa phức tạp vừa đẹp theo cách riêng của chúng, đủ để thôi thúc một người theo đuổi lâu dài. Đó cũng là động lực khiến chị gắn bó với con đường nghiên cứu cho đến hôm nay.

Là một nhà khoa học nữ làm việc trong lĩnh vực kỹ thuật nặng về thực nghiệm, TS Linh cho biết thách thức lớn nhất đôi khi nằm ở vấn đề cơ hội. Dù môi trường nghiên cứu quốc tế như tại Mỹ nhìn chung khá cởi mở và công bằng, trong các ngành khoa học kỹ thuật vẫn tồn tại những định kiến nhỏ khiến phụ nữ không phải lúc nào cũng được trao cơ hội ngang bằng với nam giới.

Bên cạnh đó, phụ nữ thường phải đảm nhiệm nhiều vai trò trong cuộc sống, từ công việc chuyên môn đến trách nhiệm gia đình và con cái. Những áp lực song song ấy đôi khi khiến việc cân bằng trở nên khó khăn hơn.

Dù vậy, theo TS Linh Lê, năng lực chuyên môn, sự kiên trì và niềm đam mê khoa học có thể giúp vượt qua những rào cản này. Thay vì tập trung vào những hạn chế, chị lựa chọn nhìn về phía các cơ hội mà khoa học mang lại và tiếp tục tiến bước trên con đường nghiên cứu.

“Tôi luôn chọn tập trung vào những cơ hội mà khoa học mở ra và tiếp tục bước về phía trước”, TS Lịnh Lê chia sẻ.