Australia phát triển pin từ nước biển rẻ và hiệu quả hơn pin li-ion

Nghiên cứu được Tiến sĩ Shenlong Zhao từ trường Kỹ thuật Hóa học và Phân tử Sinh học của Đại học Sydney (Australia) dẫn dắt chế ra loại pin này bằng cách sử dụng natri-lưu huỳnh, một loại muối nóng chảy được lấy từ quá trình xử lý nước biển, có chi phí sản xuất thấp hơn nhiều so với pin li-ion, bài đăng trên trang tin Đại học Sydney ngày 7/12 cho hay.

Mặc dù pin natri-lưu huỳnh (Na-S) đã tồn tại hơn nửa thế kỷ, nhưng chúng vẫn là một giải pháp thay thế kém chất lượng và việc sử dụng chúng rộng rãi bị hạn chế do công suất năng lượng thấp và vòng đời ngắn.

Sử dụng quy trình nhiệt phân đơn giản và các điện cực dựa trên carbon để cải thiện khả năng phản ứng của lưu huỳnh và khả năng đảo ngược của phản ứng giữa lưu huỳnh và natri, loại pin của các nhà nghiên cứu đã loại bỏ được danh tiếng chậm chạp trước đây, thể hiện công suất siêu cao và tuổi thọ cực cao trong điều kiện nhiệt độ phòng.

Các nhà nghiên cứu cho biết pin Na-S cũng là một giải pháp thay thế giàu năng lượng hơn và ít độc hại hơn pin li-ion, là loại pin dù được dùng rộng rãi trong các thiết bị điện tử và lưu trữ năng lượng, nhưng chi phí sản xuất và tái chế lại đắt đỏ.

Pin Na-S của Tiến sĩ Zhao đã được thiết kế đặc biệt để cung cấp giải pháp hiệu suất cao cho các hệ thống lưu trữ năng lượng tái tạo lớn, chẳng hạn như lưới điện, đồng thời giảm đáng kể chi phí vận hành.

Theo Hội đồng Năng lượng Sạch, vào năm 2021, 32,5% điện năng của Australia đến từ các nguồn năng lượng sạch và ngành này đang phát triển rất nhanh.

Lưu trữ năng lượng hộ gia đình ở Australia cũng đang phát triển. Theo một báo cáo gần đây, một con số kỷ lục 33.000 pin đã được lắp đặt vào năm 2021.

Tiến sĩ Zhao cho biết: “Pin natri của chúng tôi có khả năng giảm đáng kể chi phí trong khi cung cấp dung lượng lưu trữ gấp bốn lần. Đây là một bước đột phá quan trọng đối với sự phát triển năng lượng tái tạo, mặc dù giảm chi phí trong dài hạn, nhưng vẫn có một số rào cản tài chính khi bắt đầu”.

Các giải pháp lưu trữ sử dụng nguồn tài nguyên dồi dào như natri (có thể lấy từ nước biển) cũng có tiềm năng đảm bảo an ninh năng lượng lớn hơn trên diện rộng và cho phép nhiều quốc gia tham gia vào quá trình chuyển đổi theo hướng khử carbon, tiến sĩ Zhao nói.

Pin ở quy mô phòng thí nghiệm (pin cion) đã được chế tạo và thử nghiệm thành công tại cơ sở kỹ thuật hóa học của Đại học Sydney. Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch cải thiện và thương mại hóa loại pin túi có dung lượng mức Ah (Ampe giờ) được sản xuất gần đây.

Nghiên cứu này được công bố trong tạp chí Advanced Materials.