Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Pin natri-ion tiết kiệm chi phí (19/10/2017)

Pin Lithium-ion hiện đứng đầu trong các loại thiết bị lưu trữ năng lượng, sử dụng cho tất cả các thiết bị sử dụng điện từ điện thoại đến ô tô. Nhưng lithium tương đối hiếm, chi phí khai thác và tinh chế nó quá cao cho các ứng dụng quy mô lớn. Việc tìm kiếm giải pháp thay thế rẻ hơn đã dẫn kết quả đến sử dụng muối thông thường, và mới đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Stanford đã phát triển pin natri ion vượt trội hơn pin lithium-ion về vấn đề chi phí trên mỗi dung lượng lưu trữ.

Muối có ở khắp mọi nơi và khả năng tích điện làm nó trở thành một ứng cử viên dự trữ năng lượng chi phí thấp hoàn hảo. Pin natri đang được sử dụng trong các hình thức khác nhau, từ định dạng 18650 chuẩn được sử dụng trong máy tính xách tay, đến thiết kế mới lạ với cực dương được làm bằng lá sồi được carbon hóa.

Thiết kế của nhóm nghiên cứu Stanford sử dụng cực âm muối natri, các ion natri tích điện dương liên kết với các ion myo-inositol tích điện âm, và cực dương phốt pho - tất cả đều là các nguyên liệu tự nhiên dồi dào. Nhóm cho biết họ đã nghiên cứu các lực cấp nguyên tử về cách các ion natri gắn vào và tách ra khỏi cực âm, để cải thiện chu trình sạc - xả.

Kết quả thu được là cực âm của pin natri ion có công suất đảo chiều 484 mAh g-1, và mật độ năng lượng là 726 Wh kg-1. Hiệu suất năng lượng của pin mới được cho là hơn 87%, song song với yếu tố chi phí, các nhà nghiên cứu cho biết pin natri ion cũng có thể cạnh tranh với pin lithium-ion về hiệu suất , nhưng sẽ có chi phí thấp hơn pin lithium-ion 80% với dung lượng lưu trữ tương đương.

Các bước tiếp theo là thử nghiệm với anode phốt pho, để thu được hiệu suất cao hơn từ ion natri. Để so sánh sáng tạo của họ với pin lithium-ion, nhóm nghiên cứu cũng sẽ kiểm tra mật độ năng lượng thể tích của thiết bị, xác định độ lớn của pin cần để chứa một lượng năng lượng nhất định.

Nguồn: NASATI