Phát triển pin kẽm – không khí có mật độ năng lượng cao gấp 2 lần pin lithium-ion
Thứ sáu, 02/08/2013 - 14:01
Các nhà khoa học tại Đại học Stanford – Mỹ đứng đầu là Giáo sư hóa học Hongjie Dai đã phát triển một thế hệ pin mới là pin kim loại.
Nhu cầu về pin hiệu suất cao, an toàn, chi phí thấp cho các thiết bị điện tử, xe điện và các ứng dụng lưu trữ năng lượng ngày càng cao. Mới đây nhất, các nhà khoa học tại Đại học Stanford – Mỹ đứng đầu là Giáo sư hóa học Hongjie Dai đã phát triển một thế hệ pin mới là pin kim loại – không khí với hoạt tính xúc tác cao hơn, bền hơn, chi phí thấp hơn các loại pin được sử dụng rộng rãi hiện nay.
Mô hình pin kẽm – không khí với chất xúc tác mới của ở Đại học Stanford
Theo Giáo sư Hongjie Dai: “Hầu hết sự chú ý của thế giới hiện nay tập trung vào pin lithium-ion mặc dù mật độ năng lượng (lưu trữ năng lượng cho mỗi đơn vị thể tích) của nó hạn chế, chi phí cao và mức độ an toàn thấp. Đối với pin kim loại - không khí thì mật độ năng lượng lý thuyết cao hơn so với pin lithium-ion, nguồn cung cấp nguyên liệu phong phú, chi phí thấp và an toàn hơn do bản chất không cháy của các chất điện phân. Trong đó pin kẽm – không khí là lựa chọn khả thi nhất về mặt kỹ thuật và kinh tế. Loại pin này là sự kết hợp giữ ôxy trong không khí và kẽm kim loại được điện phân trong môi trường kiềm lỏng để sản xuất điện với một sản phẩm phụ là oxit kẽm. Khi quá trình này được đảo ngược trong thời gian sạc thì oxy và kẽm kim loại được tái sinh”.
Hiện nay pin kẽm - không khí không sạc lại đã được thương mại hóa và ứng dụng trong y tế, viễn thông với mật độ năng lượng hạn chế. Tuy nhiên để phát triển pin kẽm – không khí sạc lại là một thách thức lớn do các chất xúc tác thiếu hiệu quả và chu kỳ hoạt động của các điện cực kẽm ngắn.
Gần đây, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Hongjie Dai đã phát triển một số chất xúc tác hiệu suất cao, trong đó đáng chú ý nhất là sự kết hợp giữa cobalt-oxit và hydroxit của hợp kim Ni-Fe tạo ra pin kẽm – không khí có mật độ năng lượng cao gấp 2 lần pin lithium-ion hiện tại.
Theo Hongjie Dai, phát hiện này là một bước quan trọng hướng đến việc phát triển pin kẽm-không khí có thể sạc lại mặc dù còn nhiều thách thức khác liên quan đến thời gian hoạt động của điện cực kẽm.
Theo Sciencedaily.com