Pin đóng băng - rã đông giúp lưu trữ điện nhiều tháng

Các nhà khoa học phát triển loại pin mới để tích trữ điện trong thời gian dài với chi phí vật liệu thấp, khoảng 23 USD mỗi kWh.


Pin tích trữ điện thời gian dài có thể được sạc bằng năng lượng tái tạo, sau đó xả năng lượng khi cần vài tháng sau. (Video: Sara Levine/PNNL)

Nhóm nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ phát triển pin "đóng băng - rã đông" với khả năng "đóng băng" năng lượng để sử dụng sau. Nghiên cứu mới được xuất bản trực tuyến trên tạp chí Cell Reports Physical Science hôm 23/3.

Nguyên 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.

Loading...

Pin đóng băng - rã đông giúp lưu trữ điện nhiều tháng

Đầu tiên, pin được sạc bằng cách nung nóng lên 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.

Công nghệ đóng băng - rã đông giúp tránh được một vấn đề quen thuộc với những ai từng "bỏ mặc" ôtô trong thời gian dài, đó là pin tự xả khi không hoạt động. Tốc độ xả nhanh như pin trong phần lớn ôtô hoặc laptop sẽ gây rắc rối cho loại pin được thiết kế để lưu trữ năng lượng trong nhiều tháng. Pin đóng băng - rã đông của PNNL giữ được tới 92% dung lượng qua 12 tuần.

Nhóm nghiên cứu đã tránh các vật liệu hiếm, đắt đỏ và dễ phản ứng. Thay vào đó, họ sử dụng những vật liệu phổ biến và sẵn có. Điện cực anode và cathode lần lượt làm từ nhôm và niken. Các chuyên gia cũng thêm lưu huỳnh, một nguyên tố rẻ và phổ biến, vào chất điện phân để nâng cao khả năng lưu trữ năng lượng của pin. Ngoài ra, họ loại bỏ bộ chia tách bằng gốm sứ giữa anode và cathode, thay bằng sợi thủy tinh. Điều này làm giảm chi phí và giúp pin bền hơn khi trải qua chu kỳ đóng băng - rã đông.

Năng lượng của pin được lưu trữ với chi phí vật liệu khoảng 23 USD mỗi kWh. Nhóm chuyên gia đang nghiên cứu sử dụng sắt, loại vật liệu rẻ hơn, với hy vọng giảm chi phí vật liệu xuống khoảng 6 USD mỗi 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.

Nhóm nghiên cứu cho biết, loại pin được thiết kế để lưu trữ điện theo mùa có thể chỉ sạc và xả một hoặc hai lần mỗi năm. Khác với pin cho ôtô điện, laptop hoặc thiết bị tiêu dùng khác, pin lưu trữ điện không cần trải qua hàng trăm hay hàng nghìn chu kỳ sạc và xả.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Hệ thống quản lý giao thông thông minh nhất thế giới

Hệ thống quản lý giao thông thông minh nhất thế giới

Dự án mới ở Melbourne sẽ sử dụng AI, thuật toán học sâu và mô hình dự đoán để giảm thời gian di chuyển, khí thải và tắc nghẽn giao thông.

Đăng ngày: 05/04/2022
Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay

Dùng graphene, các nhà khoa học tạo ra con chip có tiến trình nhỏ nhất từ trước đến nay

Mỗi khi người ta cho rằng Định luật Moore đã đi tới giới hạn của mình, các nhà khoa học lại nỗ lực tìm ra một giải pháp mới để kéo dài sự sống của nó thêm lần nữa.

Đăng ngày: 01/04/2022
Robot báo Cheetah có thể học chạy để vượt qua giới hạn tốc độ của bản thân

Robot báo Cheetah có thể học chạy để vượt qua giới hạn tốc độ của bản thân

Nhờ “rút kinh nghiệm”, robot mới của Viện MIT đã tự học chạy để liên tục phá vỡ tốc độ cá nhân tốt nhất của chính mình.

Đăng ngày: 30/03/2022
Nhóm nghiên cứu Hàn Quốc sử dụng thành công sóng siêu âm để sạc thiết bị điện tử từ xa

Nhóm nghiên cứu Hàn Quốc sử dụng thành công sóng siêu âm để sạc thiết bị điện tử từ xa

Kỹ thuật sạc có thể giúp máy tạo nhịp tim hay những thiết bị tương tự hoạt động liên tục, không cần lấy ra khỏi cơ thể để sạc định kỳ.

Đăng ngày: 30/03/2022
Con người có thể nhìn xuyên màn đêm nếu được tiêm hạt nano vào mắt

Con người có thể nhìn xuyên màn đêm nếu được tiêm hạt nano vào mắt

Cụm từ " tầm nhìn ban đêm" thường được ám chỉ đến những cặp kính cồng kềnh được các binh sĩ đeo để có thể nhìn thấy trong bóng tối.

Đăng ngày: 27/03/2022
Phương pháp sạc điện không dây cho tàu đệm từ 600km/h

Phương pháp sạc điện không dây cho tàu đệm từ 600km/h

Các nhà khoa học phát triển một phương pháp cung cấp điện không dây cho tàu đệm từ trong lúc tàu chạy lơ lửng, đạt hiệu quả chưa từng có khi chạy thử nghiệm.

Đăng ngày: 25/03/2022
Loại da giả mới làm từ nấm mọc trên bánh mì cũ

Loại da giả mới làm từ nấm mọc trên bánh mì cũ

Loại da giả mới có nhiều tính chất giống da thật, sử dụng vật liệu tự nhiên không gây hại cho môi trường và thời gian sản xuất ngắn.

Đăng ngày: 25/03/2022
Tiêu điểm
Khoa Học News