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

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

07/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/08/2024
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 05/08/2024

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.
Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/05/2024

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.
Công nghệ thông minh tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng đô thị 17/05/2024

Hà Nội đã quan tâm dành nhiều nguồn lực đầu tư cho chiếu sáng công cộng, từng bước đầu tư, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiện đại, tạo bộ mặt đô thị thông minh.
Phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống quản lý năng lượng 04/05/2024

Ngày 25/04/2024, tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam phối hợp với Dự án IEEP, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống quản lý năng lượng (HTQLNL).
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 09/04/2024

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.