Một loại pin làm từ kẽm và lignin có thể sử dụng hơn 8.000 lần đã được các nhà nghiên cứu tại Đại học Linköping, Thụy Điển phát triển với mục tiêu cung cấp giải pháp pin giá rẻ và bền vững cho các quốc gia có khả năng tiếp cận nguồn điện hạn chế. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Năng lượng & Vật liệu Môi trường.
Pin kẽm-lignin mới ổn định vì nó có thể được sử dụng hơn 8.000 chu kỳ trong khi vẫn duy trì được khoảng 80% hiệu suất. Loại pin do các nhà nghiên cứu phát triển có kích thước nhỏ nhưng công nghệ này có khả năng mở rộng. Tín dụng: Thor Balkhed
"Các tấm pin mặt trời đã trở nên tương đối rẻ và nhiều người ở các nước thu nhập thấp đã áp dụng chúng. Tuy nhiên, gần xích đạo, mặt trời lặn vào khoảng 6 giờ chiều, khiến các hộ gia đình và doanh nghiệp không có điện. Hy vọng là công nghệ pin này, thậm chí với hiệu suất thấp hơn so với pin Li-ion đắt tiền, cuối cùng sẽ đưa ra giải pháp cho những tình huống này”, Reverant Crispin, giáo sư điện tử hữu cơ tại Đại học Linköping, cho biết.
Nhóm nghiên cứu của ông tại Phòng thí nghiệm Điện tử Hữu cơ, cùng với các nhà nghiên cứu tại Đại học Karlstad và Chalmers, đã phát triển một loại pin dựa trên kẽm và lignin, hai vật liệu tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Về mật độ năng lượng, nó có thể so sánh với pin axit chì nhưng không có chì, chất độc hại.
Pin ổn định vì có thể sử dụng hơn 8.000 chu kỳ trong khi vẫn duy trì được khoảng 80% hiệu suất. Ngoài ra, pin duy trì khả năng sạc trong khoảng một tuần, lâu hơn đáng kể so với các loại pin dựa trên kẽm tương tự khác chỉ xả trong vài giờ.
Mặc dù pin dựa trên kẽm đã có mặt trên thị trường, chủ yếu là pin không thể sạc lại, nhưng chúng được dự đoán sẽ bổ sung và trong một số trường hợp, thay thế pin lithium-ion về lâu dài khi tính năng sạc lại được giới thiệu đúng cách.
"Mặc dù pin lithium-ion rất hữu ích khi được xử lý đúng cách nhưng chúng có thể gây nổ, khó tái chế và gây ra các vấn đề về môi trường và nhân quyền khi các nguyên tố cụ thể như coban được chiết xuất. Do đó, pin bền vững của chúng tôi mang đến giải pháp thay thế đầy hứa hẹn nơi năng lượng mật độ không quan trọng”, Ziyauddin Khan, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Điện tử hữu cơ tại LiU, cho biết.
Vấn đề với pin kẽm chủ yếu là độ bền kém do kẽm phản ứng với nước trong dung dịch điện phân của pin. Phản ứng này dẫn đến việc tạo ra khí hydro và sự phát triển đuôi gai của kẽm, khiến pin về cơ bản không thể sử dụng được.
Để ổn định kẽm, một chất gọi là chất điện phân muối nước trong polymer gốc kali polyacrylate (WiPSE) được sử dụng. Điều mà các nhà nghiên cứu tại Linköping hiện đã chứng minh là khi WiPSE được sử dụng trong pin có chứa kẽm và lignin thì độ ổn định rất cao.
Khan cho biết: "Cả kẽm và lignin đều siêu rẻ và pin có thể tái chế dễ dàng. Và nếu bạn tính chi phí cho mỗi chu kỳ sử dụng, nó sẽ trở thành một loại pin cực kỳ rẻ so với pin lithium-ion".
Hiện tại, pin được phát triển trong phòng thí nghiệm còn rất nhỏ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin rằng họ có thể tạo ra những cục pin lớn, gần bằng kích thước của ắc quy ô tô, nhờ lượng lớn cả lignin và kẽm với chi phí thấp. Tuy nhiên, sản xuất hàng loạt sẽ cần có sự tham gia của một công ty.
Crispin khẳng định rằng vị trí của Thụy Điển là một quốc gia đổi mới cho phép nước này hỗ trợ các quốc gia khác áp dụng các giải pháp thay thế bền vững hơn.
"Chúng ta có thể coi nhiệm vụ của mình là giúp các nước có thu nhập thấp tránh mắc phải những sai lầm tương tự như chúng ta đã làm. Khi họ xây dựng cơ sở hạ tầng, họ cần bắt đầu với công nghệ xanh ngay lập tức. Nếu công nghệ không bền vững được đưa vào sử dụng, hàng tỷ người sẽ sử dụng nó của con người, dẫn đến thảm họa khí hậu", Crispin nói.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
