Tuesday, 28/05/2024 | 10:59 GMT+7

Pin Na-ion gỗ - Giải pháp lưu trữ năng lượng xanh

19/07/2013

Các nhà khoa học dự đoán rằng pin Na-ion hiện đang trong giai đoạn đầu của sự phát triển, có thể phù hợp với lưu trữ năng lượng quy mô lớn vì Natri là nguyên liệu giá rẻ, dồi dào và thân thiện với môi trường.

Phần lớn các thiết bị điện tử như laptop, điện thoại hiện nay đều hoạt động nhờ pin Lithium-ion (Li-ion) với chất điện phân là muối liti (Li). Tuy nhiên, do liti là một nguyên tố không phổ biến trong tự nhiên nên chi phí sản xuất pin khá cao. Để giải quyết vấn đề này, nhiều nhóm nghiên cứu đang quan tâm đến loại pin Na-ion, với Natri - nguyên tố phổ biến trong tự nhiên, đóng vai trò chính thay vì Liti.

7e36898bc_13.07.16_naion.jpg

Thiết kế pin Na-ion mới

Các nhà khoa học dự đoán rằng pin Na-ion hiện đang trong giai đoạn đầu của sự phát triển, có thể phù hợp với lưu trữ năng lượng quy mô lớn vì Natri là nguyên liệu giá rẻ, dồi dào và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên để cho pin Na-ion trở thành một lựa chọn lưu trữ năng lượng khả thi vẫn còn nhiều trở ngại phải vượt qua, nhất là hiện tượng sodiation – hiện tượng với mỗi chu kỳ nạp/xả cực dương của pin Na-ion sẽ tăng kích thước cực dương lên khoảng 420%, sau đó sẽ trở về hình dạng ban đầu. Điều này dẫn đến pin Na-ion sẽ bị chai hoặc phá hủy sau khoảng 20 chu kỳ nạp xả. Mới đây nhất, các nhà nghiên cứu tại Đại học Maryland – Hoa Kỳ (UM) đã nghiên cứu để giải quyết hiện tượng này với việc sử dụng các sợi gỗ mềm để tăng độ co giãn thay cho các vật liệu cứng hiện nay. 

Các nhà nghiên cứu đã phủ một lớp gỗ mỏng khoảng 10nm lên một ống nano cacbon đơn vách sau đó phủ lên một lớp thiết mỏng để đảm bảo tính dẫn điện. Các sợi gỗ mềm có tác dụng như chiếc đệm cơ khí giúp hấp thụ sự co giãn của quá trình sodiation và đó là chìa khóa giúp kéo dài tuổi thọ của pin Na-ion. Trong thử nghiệm ban đầu, các nhà nghiên cứu đã thu được kết quả pin Na–ion mới vẫn hoạt động ổn định sau khoảng 400 chu kỳ nạp/xả.

Phần lớn nguyên liệu để sản xuất pin Na-ion là các vật liệu thân thiện với môi trường và giá thành thấp nên thế hệ pin này sẽ được sử dụng để lưu trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo như gió và năng lượng mặt trời.

Nghiên cứu chi tiết đã được công bố trên tạp chí Nano Letters.

 Le My Theo Gizmag.com

Chỉ thị 20 Cẩm nang tiết kiệm điện