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

19/07/2013

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.

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

Cùng chuyên mục

Máy kéo sợi Polyester FDY tiết kiệm 25% năng lượng

17/12/2024

5 bước áp dụng tiêu chuẩn ISO 50001 về hệ thống quản lý năng lượng trong doanh nghiệp 12/11/2024

Tiêu chuẩn ISO 50001 được xây dựng giúp các tổ chức có thể tích hợp việc quản lý và cải tiến hiệu quả sử dụng năng lượng vào hệ thống quản lý của mình. Trong đó, áp dụng ISO 50001 tại doanh nghiệp cần thực hiện qua 5 bước cơ bản.
Thiết bị chuyển năng lượng từ bước chân thành điện 08/11/2024

Nhóm sinh viên của khoa công nghệ điện tử, Trường đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh đã chế tạo thành công thiết bị chuyển năng lượng từ bước chân thành điện.
Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép 07/11/2024

Cơ sở mới dự kiến sẽ giảm chi phí sản xuất khoảng 150 đô la/ tấn thép lỏng được sản xuất, hoặc tiết kiệm 450 triệu đô hàng năm so với cấu hình hiện tại. Khoản tiết kiệm này không tính đến bất kỳ khoản phí bảo hiểm nào dự kiến sẽ phát sinh từ việc bán thép cacbon thấp, chẳng hạn như Cliffs H2 và Cliffs HMAX.
Đạp xe để tập thể dục và tiết kiệm năng lượng 05/11/2024

HR Bank có thể tạo ra từ 50 đến 300Wh điện bằng cách đạp như một chiếc xe đạp tập thể dục thông thường. Năng lượng này được lưu trữ trong một cục pin 2kWh - gần bằng lượng điện cần thiết để duy trì ánh sáng trong 1 tuần.
Tiêu chuẩn ISO 50001 – Công cụ quản lý năng lượng hữu ích giúp các doanh nghiệp phát triển bền vững 28/10/2024

Áp dụng các tiêu chuẩn quản lý năng lượng theo ISO 50001, hoạt động tiết kiệm năng lượng sẽ được tích hợp vào hệ thống quản lý của các doanh nghiệp công nghiệp để đẩy nhanh việc áp dụng các cách thức thực hành tốt nhất về hiệu quả năng lượng bền vững, giúp cải thiện độ ổn định của hoạt động sản xuất công nghiệp và tăng năng suất.
Giảm phát thải khí nhà kính, tiết kiệm năng lượng nhờ ứng dụng AI 22/10/2024

Nhờ sử dụng trí tuệ nhân tạo trong bảo trì tiên đoán đã giúp Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông nâng cao hiệu quả vận hành khai thác và tiết kiệm năng lượng.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/10/2024

Được hỗ trợ bởi vật lý lượng tử và học máy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một lớp phủ kính trong suốt cho phép ánh sáng đi vào nhưng ngăn chặn tia cực tím và tia hồng ngoại sinh nhiệt. Lớp phủ không chỉ làm giảm nhiệt độ phòng mà còn giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến làm mát, bất kể thời điểm và thời tiết.