Pin mà chúng ta đang sử dụng là lithium-ion. Nó cung cấp năng lượng cho gần như mọi thứ con người đang sử dụng, từ xe điện đến điện thoại thông minh, nhưng không nhất thiết là giải pháp tối ưu cho mọi ứng dụng.
Các nhà nghiên cứu tại TU Wien (Áo) đã tạo ra một bước đột phá bằng cách cho ra mắt một loại pin oxy-ion mang lại một số lợi thế đáng kể cho người dùng.
Mặc dù nó có thể không phù hợp với mật độ năng lượng của pin lithium-ion, nhưng khả năng lưu trữ của nó không rơi vào tình trạng giảm không thể phục hồi theo thời gian, giúp nó có tuổi thọ đặc biệt dài.
Hơn nữa, việc chế tạo pin oxy-ion không yêu cầu các nguyên tố khan hiếm, bên cạnh đó, nó dùng các vật liệu không cháy. Loại pin này đã có bằng sáng chế ứng dụng, được đệ trình với sự hợp tác của các đối tác ở Tây Ban Nha.
Những pin viên oxy-ion này có thể cung cấp một giải pháp nổi bật cho các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, chẳng hạn như những hệ thống cần thiết để giữ năng lượng điện từ các nguồn tái tạo.
Vật liệu gốm sứ - một giải pháp mới
Alexander Schmid từ Viện Công nghệ Hóa học và Phân tích tại Đại học TU Wien cho biết: “Chúng tôi đã có nhiều kinh nghiệm với các vật liệu gốm có thể được sử dụng cho pin nhiên liệu trong một thời gian dài. Điều đó đã cho chúng tôi ý tưởng thử xem liệu những vật liệu như vậy có phù hợp để chế tạo pin hay không".
Vật liệu gốm mà nhóm nghiên cứu nhắc tới có thể hấp thụ và giải phóng gấp đôi lượng ion oxy tích điện âm. Khi một điện áp được đặt vào, các ion oxy di chuyển từ vật liệu gốm này sang vật liệu gốm khác, sau đó chúng có thể được di chuyển trở lại và tạo ra dòng điện.
“Nguyên tắc cơ bản thực sự rất giống với pin lithium-ion. Nhưng vật liệu của chúng tôi có một số lợi thế quan trọng" - giáo sư Jürgen Fleig, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.
Gốm sứ vốn không bắt lửa, vì vậy, rủi ro hỏa hoạn của pin lithium-ion trên thực tế đã được loại trừ. Ngoài ra, quá trình chế tạo nó cũng không cần các nguyên tố quý hiếm, đắt tiền hoặc chiết xuất theo cách có hại cho môi trường.
Tuổi thọ cao
Có lẽ ưu điểm quan trọng nhất của công nghệ pin mới là tuổi thọ tiềm năng của nó.
“Với nhiều loại pin, bạn gặp vấn đề là đến một lúc nào đó, các hạt mang điện không thể di chuyển được nữa. Sau đó, chúng không còn được sử dụng để tạo ra điện, dung lượng của pin giảm. Sau nhiều chu kỳ sạc, điều đó có thể trở thành một vấn đề nghiêm trọng" - ông Alexander Schmid nói.
Tuy nhiên, khác với pin truyền thống, pin oxy-ion có thể được tái tạo mà không gặp vấn đề gì: nếu oxy bị mất do phản ứng phụ, thì lượng oxy mất đi có thể được bù đắp đơn giản bằng oxy từ không khí xung quanh.
Loại pin mới không dành cho điện thoại thông minh hoặc ôtô điện, vì pin oxy-ion chỉ đạt được khoảng một phần ba mật độ năng lượng mà pin được sử dụng từ pin lithium-ion và chạy ở nhiệt độ từ 200 độ C đến 400 độ C.
Tuy nhiên, công nghệ này vẫn cực kỳ thú vị để lưu trữ năng lượng và rất có thể sẽ mang lại nhiều ứng dụng trong tương lai.
