Buzz
Nghiên cứu tiên tiến từ các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra một giải pháp lưu trữ năng lượng ổn định và chi phí thấp, mở ra cơ hội cho việc lưu trữ hàng tỷ tấn năng lượng sạch.
Nhóm nghiên cứu tại Viện Hóa học Vật lý Đại Liên, Trung Quốc, đã đạt được bước đột phá quan trọng với công nghệ pin kẽm kim loại dạng dung dịch nước. Loại pin này có thể duy trì đến 1.700 chu kỳ trong phạm vi nhiệt độ rộng nhờ vào việc sử dụng chất điện phân đa pha dạng “cát ướt”.
Khi thế giới chuyển dịch từ nhiên liệu hóa thạch, nhu cầu về lưu trữ năng lượng sạch ngày càng tăng. Mặc dù năng lượng từ điện mặt trời và điện gió rất lớn, nhưng sản lượng của chúng lại không ổn định, tạo ra nhu cầu cấp thiết cho các giải pháp lưu trữ hiệu quả và chi phí thấp.
Mặc dù pin lithium-ion vẫn là công nghệ lưu trữ chủ yếu nhờ vào mật độ năng lượng cao, giá lithium tăng nhanh khiến chi phí triển khai tăng cao. Ngoài ra, rủi ro cháy nổ cũng là yếu tố hạn chế việc mở rộng công nghệ này.
Pin AZMB được xem là một giải pháp tiềm năng thay thế cho lưu trữ năng lượng quy mô lớn. Với dung dịch điện phân gốc nước chứa muối kẽm, loại pin này có chi phí nguyên liệu thấp hơn lithium và độ an toàn cao hơn so với pin lithium-ion.
Tuy nhiên, pin kẽm điện phân nước vẫn chưa được ứng dụng rộng rãi trong thương mại. Nguyên nhân là do các phản ứng phụ trong điện phân nước có thể gây ăn mòn điện cực và làm giảm hiệu suất. Ngoài ra, pin còn gặp phải vấn đề ổn định khi hoạt động ở nhiệt độ trên 60 độ C và nguy cơ tạo ra dendrite kẽm trong quá trình sạc, gây nguy hiểm cho mạch điện.
Nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc tại Đại Liên đã phát triển giải pháp sáng tạo với chất điện phân "cát ướt" để giải quyết các vấn đề về ổn định. MASSE, loại điện phân đa pha dạng nước, giúp tăng cường độ ổn định bề mặt điện cực và nâng cao khả năng hoạt động của pin ở nhiệt độ cao.
Cấu trúc của MASSE bao gồm diethylene glycol và các hạt nano oxit nhôm, giúp hạn chế hoạt động của nước tự do trong pin. Điều này làm giảm các phản ứng phụ, đồng thời cho phép kẽm lắng đọng đồng đều hơn trong quá trình sạc, giúp duy trì hiệu suất ổn định và giảm nguy cơ hư hỏng pin.
Trong thử nghiệm thực tế, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công một viên pin hoàn chỉnh, hoạt động ổn định trong dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 140 độ C. Pin có mật độ dòng điện 8 ampe trên mỗi gram và duy trì được 1.700 chu kỳ hoạt động.
Giáo sư Chen Zhongwei cho biết, công nghệ MASSE mở ra hướng mới trong thiết kế chất điện phân cho các hệ thống lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo. Đây là giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng cần độ bền cao và khả năng hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Theo IE
