Pin mặt trời đầu tiên hoạt động bằng ánh nắng và không khí

10/12/2014

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Ohio, Hoa Kỳ đã chế tạo được pin mặt trời sử dụng chất màu nhạy quang, tích trữ năng lượng bằng cách “hít thở” không khí để phân tách và biến đổi lithium peroxide. Các tác giả nghiên cứu tin rằng thiết bị mới kết hợp hiệu quả pin thường với pin mặt trời, có thể giảm 25% chi phí năng lượng tái tạo.

GS. Yiying Wu nói: “Thiết bị mới sử dụng tấm pin mặt trời để thu ánh sáng và sau đó sử dụng pin giá rẻ để tích trữ năng lượng. Chúng tôi đã tích hợp cả hai chức năng vào một thiết bị. Bất cứ lúc nào bạn làm điều đó, bạn có thể giảm chi phí".

Thiết kế mới sử dụng 3 điện cực, trong khi bình thường là 4 điện cực. Phía dưới thiết bị là một tấm lithium, trên đó là lớp điện phân, một tấm các bon xốp mỏng và sau đó đến một lớp điện phân nữa. Ở phía trên, một lưới thép titan thẩm thấu chứa điện cực quang titan dioxit có chất màu nhạy quang, trông giống lá cỏ cỡ 1 μm và tạo ra các ion triiodile trong điều kiện ánh sáng. Sau đó, các ion này tràn sang bề mặt điện cực oxy nhờ chuyển động qua lại của iodide, ở đó chúng bị ôxy hóa thành lithium peroxide.

Các điện tử trong pin kết nối phân tách về mặt hóa học lithium peroxide thành các ion lithium và oxy. Oxy được giải phóng vào không khí, còn ion liti được lưu trữ dưới dạng kim loại lithium. Khi pin phóng điện, nó lấy oxy từ môi trường xung quanh và sử dụng để biến đổi lithium peroxide, sau đó, chu kỳ có thể được lặp lại.

Lưới thép được phủ chất màu đỏ gọi là hợp chất ruthenium để điều chỉnh bước sóng ánh sáng cần thu. Chất màu đỏ hấp thụ ánh sáng và giải phóng các điện tử, sinh ra dòng điện, khi các điện tử mới được lấy từ dung dịch iốt để thay thế chúng. Đáng tiếc, chất màu cạn kiệt chỉ sau 8 giờ sạc và xả sạc, quá ngắn với vòng đời của pin mặt trời sạc chi phí hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm sơ bộ thay thế titan oxit chứa chất màu nhạy quang bằng điện cực quang hematit (gỉ), kết quả là hiệu suất như nhau và độ ổn định đạt được cao hơn nhiều, có thể làm tăng tuổi thọ của pin.

Nếu các nhà khoa học có thể sử dụng một vật liệu để tạo ra hiệu suất tương đương (gần 100% điện tử được giữ lại so với khoảng 80% trong pin thông thường) cho phiên bản pin oxit titan mới, thì phát minh của các nhà nghiên cứu tại Đại học Oregon có thể tác động lớn đến năng lượng tái tạo. Hiện nay, việc sử dụng năng lượng tái tạo trên diện rộng còn hạn chế do chi phí năng lượng tái tạo cao, phần lớn bắt nguồn từ việc tích trữ năng lượng điện lưới làm tổn thất hơn 25% điện năng.

Theo Gizmag

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.