Pin nước mới có thể hoạt động hơn 120.000 chu kỳ

Các nhà khoa học tại City University of Hong Kong và Southern University of Science and Technology vừa công bố một loại pin nước mới có khả năng chịu được hơn 120.000 chu kỳ sạc – xả, cao hơn rất nhiều so với pin lithium-ion hiện nay.

Điểm đặc biệt của công nghệ này là sử dụng dung dịch muối trong quá trình sản xuất đậu phụ (tofu brine) làm nền cho chất điện giải. Nhờ cấu trúc này, pin có thể hoạt động trong môi trường trung tính, ít độc hại và giảm nguy cơ cháy nổ.

Công nghệ pin thân thiện với môi trường

Theo nhóm nghiên cứu, hệ thống pin mới sử dụng điện cực hữu cơ kết hợp với chất điện giải trung tính, giúp tăng đáng kể độ ổn định trong quá trình hoạt động dài hạn.

So với nhiều loại pin hiện nay, công nghệ này được đánh giá thân thiện với môi trường hơn, đồng thời duy trì hiệu suất ổn định trong thời gian dài.

An toàn hơn so với pin lithium-ion

Một ưu điểm nổi bật của pin nước là độ an toàn cao. Trong khi pin lithium-ion có nguy cơ cháy nổ khi bị quá nhiệt hoặc hư hỏng, pin nước sử dụng dung dịch nước làm chất điện giải nên gần như không dễ bắt lửa.

Nhờ vậy, rủi ro trong quá trình sử dụng, vận hành và xử lý sau khi thải bỏ cũng được giảm đáng kể.

Tuổi thọ vượt trội so với pin hiện nay

Hiện nay, pin lithium-ion được sử dụng phổ biến trong điện thoại thông minh, thiết bị điện tử và xe điện. Tuy nhiên tuổi thọ của chúng thường chỉ đạt khoảng:

• 1.000 – 3.000 chu kỳ sạc – xả
   
• Pin điện thoại bắt đầu giảm chất lượng sau khoảng 800 chu kỳ
   
• Pin xe điện phổ biến khoảng 1.500 – 3.000 chu kỳ
   

Trong khi đó, loại pin nước mới có thể vận hành hơn 120.000 chu kỳ, tương đương khả năng sử dụng ổn định trong hơn một thập kỷ trước khi cần thay thế.

Tiềm năng ứng dụng trong năng lượng tái tạo

Các nhà nghiên cứu cho rằng công nghệ pin này đặc biệt phù hợp với hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, chẳng hạn như:

• trang trại điện mặt trời
   
• hệ thống điện gió
   
• trung tâm dữ liệu
   
• hệ thống điện cho khu vực nông thôn
   

Trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, những hệ thống pin có tuổi thọ cao và độ an toàn lớn đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định lưới điện.

Thách thức trước khi thương mại hóa

Dù đạt được kết quả ấn tượng trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ này vẫn cần vượt qua nhiều rào cản trước khi ứng dụng rộng rãi.

Cụ thể, pin cần chứng minh được:

• khả năng sản xuất quy mô lớn
   
• chi phí hợp lý
   
• hiệu suất ổn định ngoài môi trường phòng thí nghiệm
   

Nếu vượt qua các thách thức này, pin nước dựa trên dung dịch muối đậu phụ có thể trở thành giải pháp lưu trữ năng lượng tiềm năng trong tương lai, đặc biệt cho các hệ thống năng lượng tái tạo.