ÚC – Các kỹ sư từ Đại học Monash (Monash University) đã phát triển một loại pin gốc nước có thể giúp các hộ gia đình ở Úc lưu trữ năng lượng mặt trời trên mái nhà an toàn hơn, chi phí thấp hơn và hiệu quả hơn.

‘Pin dòng chảy’ (1) thế hệ mới sẽ giúp phát triển các hệ thống pin nhỏ gọn, hiệu suất cao dành cho gia đình và dự kiến ​​chi phí thấp hơn so với các hệ thống pin lithium-ion.
(1) Pin dòng chảy (flow battery): hay pin dòng oxi hóa khử, là một loại tế bào điện hóa trong đó năng lượng hóa học được cung cấp bởi hai thành phần hóa học hòa tan trong chất lỏng, được bơm qua hệ thống trên các mặt riêng biệt của màng.

Pin dòng chảy đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ, nhưng trước đây thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng trên quy mô lớn do kích thước lớn và tốc độ sạc chậm.

Cô Wanqiao Liang, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là ứng viên tiến sĩ tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, cho biết thiết kế màng mới của nhóm đã khắc phục được vấn đề về tốc độ, phù hợp với các hộ gia đình và trở thành một nhân tố quan trọng đầy triển vọng trên thị trường chuyển đổi năng lượng.

Cô Wanqiao đã nói rằng: “Chúng tôi đã sử dụng một loại hóa chất an toàn, chi phí hợp lý và hoạt động đủ nhanh để thu được năng lượng mặt trời trên mái nhà theo thời gian thực”.

Cô Wanqiao nói tiếp: “Chúng tôi đã thiết kế một màng cuối cùng giúp pin dòng chảy hữu cơ có khả năng lưu trữ dân dụng và quy mô trung bình. Nó giúp phát triển các hệ thống với chi phí thấp hơn, an toàn hơn và dễ mở rộng hơn.”

Trong khi một số doanh nghiệp đã sản xuất pin lưu lượng, thiết kế của đại học Monash nổi bật nhờ sự kết hợp giữa tính an toàn, chi phí thấp và hiệu suất tốc độ cao – sự cân bằng mà ít hệ thống nào trên thế giới có thể đạt được.

Cô Wanqiao chia sẻ: “Điều quan trọng chính là việc cải thiện khả năng chọn lọc ion; cho phép các ion tốt đi qua nhanh chóng trong khi vẫn giữ các ion không mong muốn ở ngoài. Màng mới của chúng tôi đạt được sự cân bằng này, cho phép hoạt động nhanh và ổn định ngay cả ở mật độ dòng điện cao”.

Cô Wanqiao đã nói rằng: “Chúng tôi đã vượt trội hơn màng Nafion theo tiêu chuẩn công nghiệp về cả tốc độ và độ ổn định – chạy 600 chu kỳ dòng điện cao và không bị mất dung lượng – đó là một bước tiến lớn đối với loại pin này.”

Cô Wanqiao nói thêm rằng việc cân bằng là rất quan trọng để những loại pin này có thể hoạt động được trong hệ thống điện mặt trời trên mái nhà tại gia đình.

Cô Wanqiao chia sẻ: “Đây là loại pin rất được mong đợi trong các gara. Nó không độc hại, không bắt lửa và được làm từ nhiều vật liệu, đồng thời vẫn có thể cung cấp năng lượng mặt trời vào những ngày nắng”.

Nhóm nghiên cứu hiện đang in 3D các hệ thống nguyên mẫu và thử nghiệm chúng trong điều kiện thực tế.

Cô Wanqiao nói tiếp: “Nếu các nguyên mẫu tiếp tục hoạt động theo cách chúng tôi mong đợi, sản phẩm này sẽ có mặt trên thị trường sau vài năm”.

Tiến sĩ Cara Doherty, đồng tác giả nghiên cứu từ Tổ chức CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization), cho biết pin dòng chảy lưu trữ năng lượng trong chất lỏng thay vì vật liệu rắn như pin lithium-ion, khiến chúng rẻ hơn khi sản xuất, an toàn hơn khi vận hành và dễ mở rộng quy mô hơn.

Tiến sĩ Cara đã nói rằng: “Pin dòng chảy hoạt động giống như hai bể cá được nối với nhau bằng một màng chắn cho phép các ion đi qua, giúp lưu trữ và giải phóng năng lượng”.

Tiến sĩ Cara nói tiếp: “Chúng tôi đã phát triển một loại màng mới bên trong pin giúp dẫn hướng dòng vật liệu tốt hơn – giống như việc thêm làn đường vào đường cao tốc. Điều đó có nghĩa là sạc nhanh hơn, tuổi thọ pin dài hơn và hiệu suất tổng thể tốt hơn.”

Vào năm 2018, đại học Monash đã lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng redT 1 MWh (được gọi là năng lượng Invinity) làm một phần cốt lõi của lưới điện siêu nhỏ tại vùng Clayton. Lưới điện Monash trong mục tiêu của trường là tự cung cấp 100% năng lượng và là một phần quan trọng để đạt được mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2030.

Để xem các tin bài khác về “Pin”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online