Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một công nghệ pin mới có tên là “pin nước”, hay còn có tên chính thức là pin kim loại – ion nước. Loại pin nước mới được kì vọng sẽ làm thay đổi bộ mặt ngành xe điện tương lai.
Điểm đặc biệt của loại pin này là nó có mật độ năng lượng gần gấp đôi pin lithium truyền thống, điều này đồng nghĩa rằng nó có tiềm năng rất lớn cho các công nghệ tương lai, ví dụ như xe điện.
Được biết, theo một bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Energy vào ngày 23/4, pin nước gốc iốt và brom có mật độ năng lượng 1200 watt-giờ mỗi lít (Wh/L) so với 700Wh/L của pin lithium.
Pin nước cũng an toàn hơn pin lithium
Kết quả công bố bởi nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS). Họ cho biết pin nước của họ cũng an toàn hơn pin lithium không chứa nước – loại pin “rất dễ cháy”.
Các nhà nghiên cứu đánh giá rằng loại pin mới ổn định và cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn để phát triển pin nước có thể sạc, đảm bảo an toàn và có mật độ năng lượng cao thế hệ tiếp theo.
Li Xianfeng, giáo sư tại Viện Vật lý Hóa học CAS Đại Liên kiêm tác giả liên hệ (corresponding author) của nghiên cứu, cho biết phát hiện của họ “có thể mở rộng các ứng dụng pin nước trong lĩnh vực pin điện”.
Hiện nay, pin lithium là tiêu chuẩn được sử dụng trên toàn thế giới vì mật độ năng lượng cao. Nghiên cứu cho biết pin lithium truyền thống chứa chất điện phân không chứa nước – một thành phần cho phép pin sạc và xả tuy nhiên cũng dễ cháy.
Pin nước được tạo thành từ chất điện phân gốc nước nên không gây ra rủi ro an toàn.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết pin nước thường có mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với pin không chứa nước ở mức dưới 200Wh/L.
Các nhà nghiên cứu cho biết mật độ năng lượng thấp hơn ở quy mô nhỏ khiến pin nước “chỉ phù hợp cho việc lưu trữ năng lượng cố định quy mô lớn”.
Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã phát triển chất điện phân gốc brom và iốt có thể khắc phục các vấn đề về mật độ năng lượng này.
Khi được lắp ráp thành một cục pin có anot làm từ cadmium, họ nhận thấy pin “sử dụng được liên tục trong hơn 300 chu kỳ sạc và xả” với hiệu suất năng lượng là 78%.
Khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm chất điện phân của họ với anot làm từ vanadi, họ nhận thấy vòng đời của pin có thể kéo dài tới 1.000 chu kỳ, “chứng tỏ độ ổn định đáng kể”. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng mật độ năng lượng của pin của họ thậm chí còn “vượt quá mật độ năng lượng của một số vật liệu điện cực rắn” và có thể có giá thành tương đương với pin lithium truyền thống.
Các chuyên gia còn khẳng định rằng: “Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh độ khả thi và mức an toàn của pin nước với mật độ năng lượng cao, điều này mang lại tiềm năng phát triển, lưu trữ năng lượng ở quy mô lưới điện và thậm chí cả xe điện”.
Hoàng Nam (KHTV, SCMP).
Tân Thế Kỷ *Truyền Thống – Nhân Văn – Trung Thực*
Xem thêm:
