Các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra pin thể rắn natri không có cực dương đầu tiên trên thế giới, đây là bước tiến lớn trong khoa học và có thể thay đổi cách chúng ta lưu trữ năng lượng.
Tiến bộ này có nghĩa là pin sẽ rẻ, sạc nhanh và tốt cho Trái Đất trong tương lai.
(Ảnh: Pixabay/magica)
Kiến trúc mới và thân thiện với môi trường
Trường Kỹ thuật Phân tử Pritzker tại Đại học Chicago và Khoa Kỹ thuật Hóa học và Nano của Gia đình Aiiso Yufeng Li tại Đại học California, San Diego, đã cùng nhau thực hiện dự án mang tính đột phá này. họcđược công bố trên tạp chí Nature Energy, kết hợp những thành phần tốt nhất của natri, trạng thái rắn và thiết kế không có cực dương để tạo ra một loại pin dung lượng cao có thể sạc lại an toàn hàng trăm lần.
Grayson Deysher, ứng viên tiến sĩ tại UC San Diego, cho biết đây là lần đầu tiên ba ý tưởng này được kết hợp thành công. Pin mới có giá thành thấp hơn và tốt hơn cho thế giới vì nó không có cực dương và sử dụng nhiều natri thay vì lithium.
Phần lớn nền tảng của Trái Đất là natri. Khoảng 20.000 phần triệu đá là natri, trong khi chỉ có 20 phần triệu là lithium. Thực tế là natri dễ tìm và không tốn kém khiến loại pin mới này trở thành lựa chọn tuyệt vời cho pin lithium-ion.
Giáo sư Y. Shirley Meng, người điều hành Phòng thí nghiệm Lưu trữ và Chuyển đổi Năng lượng (LESC), nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sản xuất các thiết bị pin mà nhiều người có thể sử dụng và sử dụng được lâu dài. “Để duy trì hoạt động của Hoa Kỳ trong một giờ, chúng ta phải sản xuất một terawatt giờ năng lượng”, Meng nói. “Chúng ta cần vài trăm terawatt giờ pin để đưa nền kinh tế thoát khỏi carbon”. Chúng ta cần nhiều pin hơn ngay lập tức.
Tác động đến môi trường và sử dụng trong tương lai
Pin natri hoàn hảo cho môi trường theo những cách có ý nghĩa. Khai thác lithium từ lòng đất thông qua quá trình xử lý axit công nghiệp hoặc khai thác nước muối rất có hại cho môi trường. Ngược lại, muối có thể được khai thác theo những cách thân thiện hơn với môi trường từ nước biển và các mỏ tro soda. Việc chuyển sang natri này có ý nghĩa quan trọng vì nhu cầu về pin lithium-ion ngày càng tăng, khiến chúng trở nên đắt đỏ và phức tạp hơn.
Nhóm nghiên cứu đã thiết kế một kiến trúc pin mới có cùng mật độ năng lượng như pin lithium. Pin truyền thống sử dụng cực dương để lưu trữ ion trong khi sạc.
Pin không có anodeMặt khác, lưu trữ ion trực tiếp trên bộ thu dòng điện. Phương pháp này có thể đạt được điện áp cell cao hơn, chi phí thấp hơn và mật độ năng lượng cao hơn, nhưng chất điện phân và bộ thu dòng điện phải tiếp xúc tốt để có thể hoạt động.
Ý tưởng sáng tạo của nhóm là sử dụng bột nhôm làm bộ thu dòng điện. Bột này hoạt động như chất lỏng trong quá trình lắp ráp pin để giữ liên lạc tốt với chất điện phân rắn. Phương pháp này tránh được các vấn đề với hóa chất lỏng, thường làm cho pin kém hiệu quả hơn theo thời gian.
Deysher lạc quan về khả năng của pin thể rắn natri và cho biết thành công của chúng có thể dẫn đến nhiều nghiên cứu và phát triển hơn trong lĩnh vực này. Ông đề cập rằng pin thể rắn natri thường được coi là một công nghệ còn lâu mới thành hiện thực. Tuy nhiên, ông hy vọng bài báo của họ có thể kích thích sự quan tâm nhiều hơn đến pin gốc natri bằng cách chứng minh rằng chúng có thể hoạt động tốt và trong một số trường hợp, tốt hơn so với pin lithium.
Pin thể rắn natri không có cực dương này là một bước tiến lớn trong công nghệ pin và có thể là một cách tuyệt vời để lưu trữ năng lượng. Nó sẽ thay đổi cách sử dụng năng lượng và giúp thế giới chuyển sang các hệ thống năng lượng bền vững hơn vì chúng rẻ, có thể sạc nhanh và phù hợp với Trái đất.
Nguồn ScienceTimes