[Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại
https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos
Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]
Các nhà nghiên cứu phát triển thay thế cho pin lithium
Yan Yao và Ye Zhang làm việc với pin natri ở trạng thái rắn. Ảnh: Đại học Houston
Pin Lithium-ion hiện là công nghệ được ưa chuộng để cung cấp năng lượng cho xe điện, nhưng chúng quá đắt đối với các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lưới thời gian dài và bản thân lithium đang trở nên khó tiếp cận hơn.
Trong khi lithium có nhiều lợi thế - mật độ năng lượng cao và khả năng kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo để hỗ trợ lưu trữ năng lượng ở cấp độ lưới điện - giá lithium cacbonat đang ở mức cao nhất mọi thời đại. Đóng góp vào chi phí gia tăng là các nút thắt chuỗi cung ứng liên quan đến đại dịch, xung đột Nga-Ukraine và nhu cầu gia tăng từ các doanh nghiệp. Ngoài ra, nhiều chính phủ còn do dự trong việc bật đèn xanh cho các mỏ lithium vì chi phí môi trường cao và khả năng vi phạm nhân quyền.
Khi các chính phủ và ngành công nghiệp trên khắp thế giới đang mong muốn tìm ra các phương án lưu trữ năng lượng để cung cấp năng lượng cho quá trình chuyển đổi năng lượng sạch, nghiên cứu mới được thực hiện tại Đại học Houston và được công bố trên tạp chí Nature Communications cho thấy công nghệ pin natri-lưu huỳnh ở nhiệt độ môi trường là một giải pháp thay thế khả thi. sang công nghệ pin dựa trên lithium cho các hệ thống lưu trữ năng lượng cấp lưới.
Yan Yao, Giáo sư Kỹ thuật Điện và Máy tính Cullen, và các đồng nghiệp của ông đã phát triển một chất điện phân thủy tinh đồng nhất cho phép mạ và tách natri có thể đảo ngược ở mật độ dòng điện lớn hơn trước đây có thể.
Yao, điều tra viên chính của Trung tâm Siêu dẫn Texas tại Đại học Houston, cho biết: “Nhiệm vụ tìm kiếm chất điện phân rắn mới cho pin natri hoàn toàn rắn đồng thời phải có chi phí thấp, dễ chế tạo và có độ ổn định cơ học và hóa học đáng kinh ngạc”. (TcSUH). "Cho đến nay, không có chất điện phân rắn natri nào có thể đạt được cả bốn yêu cầu này cùng một lúc."
Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một dạng mới của chất điện phân thủy tinh oxysulfide có khả năng đáp ứng tất cả các yêu cầu này cùng một lúc. Một quy trình nghiền bi năng lượng cao đã được sử dụng để tạo ra các chất điện phân ở nhiệt độ phòng.
"Thủy tinh oxysulfide có cấu trúc vi mô riêng biệt, dẫn đến cấu trúc thủy tinh hoàn toàn đồng nhất", Ye Zhang, người làm việc như một cộng sự nghiên cứu trong nhóm của Yao, cho biết. "Tại bề mặt phân cách giữa kim loại natri và chất điện phân, chất điện phân rắn tạo thành một pha tự thụ động rất cần thiết cho quá trình mạ thuận nghịch và loại bỏ natri."
Nó đã được chứng minh là khó đạt được lớp mạ ổn định và loại bỏ kim loại natri bằng cách sử dụng chất điện phân sunfua.
Yao giải thích: “Nghiên cứu của chúng tôi đã lật ngược nhận thức này bằng cách thiết lập không chỉ mật độ dòng tới hạn cao nhất trong số tất cả các chất điện phân rắn gốc sunfua Na-ion, mà còn tạo ra pin natri-lưu huỳnh ở nhiệt độ môi trường hiệu suất cao,” Yao giải thích.
Zhang nói thêm: "Các chiến lược thiết kế cấu trúc và thành phần mới được trình bày trong công trình này cung cấp một mô hình mới trong việc phát triển pin natri trạng thái rắn an toàn, chi phí thấp, dày đặc năng lượng và tuổi thọ cao".
