Thứ năm, 07/04/2022, 18:00
Loại pin mới có thể đóng băng năng lượng trong thời gian dài
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ đã phát triển được loại pin mới để tích trữ điện trong thời gian dài với chi phí vật liệu thấp, khoảng 23 USD mỗi kWh.
Ảnh minh hoạ: PNNL
Loại pin mới được miêu tả có thể "đóng băng - rã đông" với khả năng tích trữ năng lượng để sử dụng sau khi cần thiết. Pin được sạc bằng cách nung nóng đạt đến 180 độ C khiến các ion chạy qua chất điện phân lỏng để tạo ra năng lượng hóa học.
Sau đó, pin được làm nguội xuống nhiệt độ phòng, khóa lại năng lượng của pin. Chất điện phân trở thành dạng rắn và các ion mang năng lượng gần như đứng yên. Khi cần, pin sẽ được nung nóng lại và dòng năng lượng xuất hiện.
Hiện tượng đóng băng - rã đông xảy ra nhờ chất điện phân của pin là muối nóng chảy. Vật liệu này là chất lỏng ở nhiệt độ cao nhưng là chất rắn ở nhiệt độ phòng. Pin được thiết kế để lưu trữ điện theo mùa, có thể giữ được tới 92% dung lượng qua 12 tuần nên có thể chỉ sạc và xả một hoặc hai lần mỗi năm.
Thay vì sử dụng vật liệu hiếm, đắt đỏ và dễ phản ứng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng những vật liệu phổ biến và sẵn có. Điện cực anode làm từ nhôm và cathode từ niken, lưu huỳnh được thêm vào chất điện phân để nâng cao khả năng lưu trữ năng lượng của pin, bộ chia tách bằng gốm sứ giữa anode và cathode được thay bằng sợi thủy tinh, giúp làm giảm chi phí, đồng thời giúp pin bền hơn khi trải qua chu kỳ đóng băng - rã đông năng lượng.
Mẫu pin thử nghiệm chỉ nhỏ bằng quả bóng khúc côn cầu nhưng có tiềm năng vô cùng lớn. Trong tương lai, mẫu pin mới sẽ giúp lưu trữ năng lượng từ các nguồn không liên tục như nắng và gió trong thời gian dài.
Các nhà khoa học đang nghiên cứu sử dụng sắt - loại vật liệu rẻ hơn với hy vọng giảm chi phí vật liệu xuống còn khoảng 6 USD/kWh, thấp hơn khoảng 15 lần so với chi phí vật liệu của pin lithium-ion hiện nay. Mật độ năng lượng lý thuyết của pin là 260 Wh mỗi kg - cao hơn pin axit chì.
Nghiên cứu vừa được xuất bản trực tuyến trên tạp chí Cell Reports Physical Science hôm 23/3.
(Nguồn: moitruongvadothi.vn)
