Ắc quy giá rẻ lưu trữ năng lượng tái tạo

03:31' PM - Thứ ba, 23/01/2018

Các nhà khoa học tại Đại học Stanford (Mỹ) đã phát triển một loại ắc quy giá rẻ với chất điện ly là urê. Đây có thể là một giải pháp mới với chi phí thấp để lưu trữ năng lượng sản xuất bằng pin quang điện hoặc các dạng năng lượng tái tạo khác.

Ắc quy mới này an toàn về mặt cháy nổ, điện cực của nó được làm từ các vật liệu nhôm và graphit sẵn có. Thành phần chính trong chất điện ly của nó là urê - hợp chất sẵn có và hiện đang được các nhà máy phân bón sản xuất với khối lượng lớn.

Theo các nhà sáng chế, về cơ bản ắc quy mới được chế tạo từ những vật liệu rẻ tiền nhất và sẵn có nhất trên Trái Đất, nó cũng có hiệu quả thực sự tốt.

Năm 2015, Phòng thí nghiệm của Đại học Stanford là nơi đầu tiên đã chế tạo ắc quy nhôm nạp lại. ắc quy đó nạp điện trong thời gian chưa đầy 1 giờ và có tuổi thọ vận hành tương đương hàng nghìn chu kỳ nạp - phóng điện. Phòng thí nghiệm này đã hợp tác với Viện Nghiên cứu công nghệ công nghiệp Đài Loan (ITRRI) sử dụng phiên bản cũ của kiểu ắc quy mới để cấp điện cho xe máy, nhờ đó giành được Giải thưởng Nghiên cứu và triển khai 2016. Nhưng phiên bản cũ có một nhược điểm quan trọng: nó sử dụng chất điện ly đắt tiền.

Phiên bản mới nhất của kiểu ắc quy nói trên sử dụng chất điện ly urê và có giá thành rẻ hơn khoảng 100 lần so với phiên bản năm 2015. Nó cũng có hiệu quả vận hành cao hơn và thời gian nạp điện khoảng 45 phút. Đây là lần đầu tiên urê được sử dụng trong ắc quy. Theo các nhà sáng chế, sự khác biệt về giá cả giữa hai phiên bản ắc quy này là “một trời một vực”.

Lưu trữ năng lượng tái tạo

Khác với năng lượng sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, về cơ bản năng lượng Mặt Trời chỉ có thể được khai thác khi có ánh sáng Mặt Trời. Các giàn pin quang điện có thể nạp năng lượng này vào lưới điện trong thời gian ban ngày. Nếu năng lượng đó không được tiêu thụ ngay, nó sẽ mất đi như nhiệt thất thoát. Nhu cầu gia tăng đối với các công nghệ năng lượng tái tạo trong thời gian qua đã kéo theo nhu cầu đối với các loại ắc quy rẻ tiền và có hiệu quả cao để lưu trữ năng lượng với mục đích phát điện vào ban đêm. Nhưng các loại ắc quy phổ biến ngày nay như ắc quy ion liti hoặc ắc quy axit chì thường có giá thành cao và tuổi thọ hạn chế.

Trong bối cảnh đó, ắc quy mới của các nhà khoa học Stanford có thể là giải pháp cho vấn đề lưu trữ năng lượng của hệ thống lưới điện.

Theo các nhà khoa học, lưu trữ điện lưới cũng là mục tiêu thực tế nhất của ắc quy mới, vì nó có giá thành thấp, hiệu quả cao và tuổi thọ vận hành dài.

Một trong những chỉ số đo hiệu quả của ắc quy là chỉ số hiệu quả cu-lông, nó đo lượng điện tích đi ra ắc quy trên mỗi đơn vị điện tích đã tiếp nhận trong quá trình nạp điện. Chỉ số hiệu quả cu-lông của ắc quy mới rất cao - đạt 99,7%.

ắc quy ion liti cũng có hiệu quả rất cao, nhưng nó thường có nhiều chi tiết điện tử nhỏ và các chi tiết dễ cháy nổ khác. Trái lại, ắc quy mới của các nhà khoa học Stanford không gây cháy nổ nên an toàn hơn nhiều.

Để đáp ứng yêu cầu về lưu trữ điện lưới, ắc quy thương mại phải có tuổi thọ vận hành tối thiểu 10 năm. Các nhà khoa học Stanford hy vọng sẽ kéo dài thêm tuổi thọ vận hành của ắc quy mới bằng cách khảo sát và cải thiện các quá trình hóa học trong ắc quy. Về mặt này, ắc quy ion nhôm với chất điện ly urê có triển vọng khá cao, vì khi khảo sát trong phòng thí nghiệm nó có thể hoạt động với khoảng 1500 chu kỳ nạp - phóng điện.

HS

Theo Chemistry & Industry, 5/2017

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,