Pin lithium-ion có thể làm cho việc lưu trữ năng lượng tái tạo mang lại hiệu quả kinh tế

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nam California đang phát triển 1 phiên bản mới của pin oxi hóa khử để lưu trữ năng lượng tái tạo tìm cách giải quyết vấn đề lưu trữ năng lượng tái tạo từ các vật liệu rẻ tiền và sẵn có.

Mặc dù có những bộ pin lithium-ion khổng lồ từ Tesla có thể lưu trữ năng lượng thu được từ năng lượng tái tạo như gió và mặt trời, nhưng nhược điểm của loại pin này là chi phí sản xuất cao. Vì vậy, các nhà nghiên cứu USC đã nghiên cứu phương pháp mới để lưu trữ năng lượng ở dạng lỏng.

"Chúng tôi đã chứng minh một pin lỏng rẻ tiền, lâu dài, an toàn và thân thiện với môi trường hấp dẫn để lưu trữ năng lượng từ các hệ thống năng lượng mặt trời và năng lượng gió ở quy mô lớn", tác giả chính của nghiên cứu Sri Narayan cho biết. 

Pin oxi hóa khử là pin sử dụng 1 loại hóa chất dương và 1 loại hóa chất âm được lưu trữ trong các khoang riêng biệt. Các hóa chất được tuần hoàn liên tục vào khoang chứa. Ở đây hóa chất dường và hóa chất âm trao đổi ion qua lớp màng theo trở thành chất khử và chất oxy hóa. 

Trước đây, trong các hệ thống này sử dụng vanadium độc hại và brom hòa tan trong môi trường dung môi axit để làm chất khử và chất oxi hóa. Nhưng giờ đây các nhà khoa học đã có thể thay thế các chất này bằng các chất hữu cơ hoặc hợp chất thân thiện hơn với môi trường.

Sơ đồ minh họa cách thức hoạt động của pin oxi hóa khử 

Nghiên cứu của nhóm USC đã sử dụng 1 sản phẩm thải của ngành khai thác mỏ và 1 vật liệu hữu cơ có thể được tạo ra từ các nguyên liệu gốc carbon, bao gồm cả CO₂, và sử dụng trong các loại pin oxi hóa khử khác.

Trong các thử nghiệm, dung dịch sắt sunfat (FeSO₄ ) và pin anthraquinone disulfonic acid (AQDS) đã được phát hiện có thể sạc đầy hàng trăm lần với "hầu như không mất điện". Các nhà nghiên cứu được cho rằng đây là phương pháp rẻ tiền nếu được sản xuất ở quy mô vì sử dụng chất thải từ các ngành công nghiệp, tiết kiệm đáng kể chi phí điện so với pin oxi hóa khử sử dụng venadium. 

"Cho đến nay, không có giải pháp thân thiện với môi trường, khả thi về mặt kinh tế để lưu trữ năng lượng có thể tồn tại trong 25 năm", tác giả chính của nghiên cứu Sri Narayan cho biết. "Pin lithium-ion không có pin có tuổi thọ cao và sử dụng vanadium đắt tiền, tương đối độc hại, hạn chế sử dụng quy mô lớn. Hệ thống của chúng tôi là câu trả lời cho thách thức này. Chúng tôi dự đoán các loại pin này được sử dụng trong các tòa nhà dân dụng, thương mại và công nghiệp để nắm bắt năng lượng tái tạo. "

Min.