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

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

20/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024

Công ty khởi nghiệp trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, Sustainable Metal Cloud (SMC), đối tác của NVIDIA và Deloitte, đã ra mắt một hệ thống làm mát ngâm được cho là cắt giảm 50% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 28% chi phí lắp đặt so với các hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền thống. Công ty hiện đang hoạt động tại Úc, Ấn Độ và Đức, và sắp tới có kế hoạch mở rộng sang thị trường châu Á.
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.