Nhóm nghiên cứu vật liệu và trạng thái rắn đã đưa ra một tụ điện lithium-ion sử dụng các điện cực được sản xuất từ các hạt gỗ bị loại bỏ như chất thải trong các xưởng cưa. Sinh khối này rất dễ kiếm trên khắp Xứ Basque và các quy trình bền vững, không tốn kém đã được sử dụng để sản xuất điện cực. Kết quả cho thấy các vật liệu có nguồn gốc từ sinh khối có các đặc tính tuyệt vời để tạo ra các hệ thống thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí được thiết kế để lưu trữ năng lượng công suất cao.
Hình ảnh SEM của HC (a, c) và AC (b, d). Tín dụng: Tạp chí Nguồn điện (2024). DOI: 10.1016/j.jpowsour.2024.235961
Bài báo được công bố trên Tạp chí Nguồn điện.
Trong quá trình tìm kiếm các giải pháp năng lượng bền vững có khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng của xã hội hiện đại, các hệ thống lưu trữ năng lượng đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Thật vậy, "trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, chúng ta không thể kiểm soát được gió, nhiệt, ánh sáng, v.v. mà thiên nhiên ban tặng cho chúng ta. Và nhu cầu năng lượng đôi khi không trùng khớp với nguồn cung cấp năng lượng; do đó, cần phải phát triển các nguồn lực để lưu trữ năng lượng do các hệ thống tái tạo tạo ra", Eider Goikolea, một nhà nghiên cứu tại Nhóm nghiên cứu vật liệu và trạng thái rắn giải thích.
Các thành viên của nhóm nghiên cứu Goikolea và Idoia Ruiz de Larramendi (giảng viên UPV/EHU) đang phát triển các vật liệu cho thế hệ công nghệ lưu trữ năng lượng điện hóa tiếp theo.
"Chúng tôi phát triển các vật liệu mới có thể được sử dụng để lưu trữ năng lượng. Trong trường hợp này, để tạo ra các điện cực, chúng tôi đã chuẩn bị carbon từ các hạt gỗ của cây thông insignis có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta và được sử dụng trong các xưởng mộc. Cuối ngày, mùn cưa này không được sử dụng cho bất cứ mục đích gì và có hàm lượng carbon rất cao", Ruiz de Larramendi cho biết.
Hệ thống lai
Pin và siêu tụ điện được sử dụng, trong số những thứ khác, để lưu trữ năng lượng. Siêu tụ điện có thể lưu trữ ít năng lượng hơn pin, nhưng chúng có thể cung cấp lượng năng lượng lớn hơn tại một thời điểm nhất định. "Siêu tụ điện không phù hợp để cung cấp năng lượng cho hệ thống trong thời gian dài; không giống như pin, chúng được sử dụng nếu chúng ta muốn có một lượng năng lượng lớn trong thời gian ngắn", Goikolea giải thích.
Một thiết bị lithium-ion lai đã được phát triển trong nghiên cứu này. "Thiết bị này mang lại những lợi thế của cả hai hệ thống: năng lượng công suất cao có thể được lưu trữ (như trong pin), nó có thể hoạt động ở mức công suất cao và có thể chịu được nhiều chu kỳ sạc-xả (như siêu tụ điện)", bà cho biết. Vì vậy, một điện cực loại pin và một điện cực loại siêu tụ điện đã được kết hợp trong cùng một thiết bị.
Các loại carbon khác nhau đã được sử dụng để sản xuất các điện cực này. "Carbon là một thuật ngữ rất chung chung, nhưng có rất nhiều loại khác nhau. Không phải tất cả sinh khối đều cung cấp carbon phù hợp cho ứng dụng này, nhưng chúng tôi đã chứng minh rằng có thể thu được kết quả rất khả quan từ sinh khối của cây thông insignis", Ruiz de Larramendi nói thêm.
Một điện cực được làm bằng carbon cứng và điện cực còn lại được làm bằng than hoạt tính.
Hơn nữa, nghiên cứu này rất coi trọng việc sử dụng các quy trình bền vững, tiết kiệm chi phí để sản xuất điện cực: "Quy trình sản xuất điện cực tiết kiệm năng lượng. Nhiệt độ tổng hợp không vượt quá 700 °C" và sử dụng các chất phụ gia tiết kiệm.
Công trình này cho thấy kết quả rất tốt đã đạt được ngay cả khi sử dụng sinh khối tại địa phương. "Đây là giải pháp thay thế bền vững, tiết kiệm chi phí để cải thiện tụ điện lithium-ion thông thường. Các vật liệu có nguồn gốc từ sinh khối mang lại nhiều cơ hội tuyệt vời để phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng công suất cao thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí. Điều quan trọng là phải thúc đẩy hướng nghiên cứu này", các nhà nghiên cứu UPV/EHU giải thích.
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
