Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Lưới kim loại có thể khắc phục hạn chế của pin sạc (27/02/2018)

Loại pin được phát minh lần đầu tiên cách đây gần 5 năm, sẽ đứng đầu trong số các công nghệ tích trữ năng lượng nhờ có một phát hiện mới của các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và một số tổ chức khác. Pin dựa vào các điện cực chế từ Natri và Niken clorua và một loại màng lưới kim loại mới có thể được sử dụng để lắp đặt lưới điện phục vụ sản xuất các nguồn năng lượng không liên tục như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, cung cấp điện phụ tải nền ổn định. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí Nature Energy.

Hình ảnh minh họa

Dù nhóm nghiên cứu đã khai thác tính chất hóa học của pin dựa vào vật liệu điện cực Natri lỏng, nhưng pin này chưa bao giờ được xem là một phương thức thực tế vì nhược điểm lớn, đó là: Pin cần sử dụng một màng mỏng để tách các thành phần nóng chảy và vật liệu gốm duy nhất mang lại cho màng những tính chất cần thiết, lại giòn và dễ vỡ. Các màng mỏng này khiến pin dễ bị hỏng hơn trong các điều kiện hoạt động của thế giới thực, do đó, ngoài một số ứng dụng công nghiệp đặc thù, hệ thống không thể áp dụng trên phạm vi rộng. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã áp dụng một phương pháp khác và phát hiện ra rằng các chức năng của màng có thể được thực hiện nhờ một lưới kim loại mạ đặc biệt, vật liệu chắc và dẻo hơn dễ dàng được sử dụng trong các hệ thống tích trữ trên quy mô công nghiệp.

Theo GS. Donald Sadoway, trưởng nhóm nghiên cứu, nghiên cứu này là bước đột phá vì đây là lần đầu tiên trong vòng 5 thập kỷ, loại pin với ưu điểm là được chế tạo từ nguyên liệu giá rẻ và dồi dào, có thể hoạt động rất an toàn và trải qua nhiều chu kỳ sạc - xả sạc nhưng không bị hỏng và trở thành sự lựa chọn thực tế. Dù một số công ty tiếp tục chế tạo pin Natri lỏng cho các mục đích sử dụng cụ thể, nhưng chi phí vẫn cao do độ giòn của các màng gốm. 

Sau nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng một lưới thép thường mạ dung dịch titan nitride có thể thực hiện tất cả các chức năng của màng gốm được sử dụng trước đây, nhưng lại không bị giòn và dễ vỡ. Kết quả nghiên cứu có thể hạ giá thành của loại vật liệu giá rẻ và bền thiết thực cho các loại pin sạc quy mô lớn. Màng mới có thể được sử dụng cho nhiều loại pin điện cực nóng chảy và mở ra những hướng mới cho thiết kế pin.

Nghiên cứu có thể cho ra đời loại pin giá rẻ đủ lớn để tạo ra các nguồn năng lượng tái tạo, không liên tục để tích trữ cho lưới điện và công nghệ tương tự còn có các ứng dụng khác như cho một số phương thức sản xuất kim loại. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho rằng loại pin này không phù hợp với một số mục đích sử dụng như ô tô hoặc điện thoại. 

Nguồn: N.P.D (NASATI),

Cập nhật: 30/01/2018