Pin kẽm-không khí đã nổi lên như một giải pháp thay thế tốt hơn cho lithium trong một nghiên cứu gần đây của Đại học Edith Cowan (ECU) về sự tiến bộ của hệ thống pin bền vững.
Trừu tượng đồ họa. Nguồn: EcoMat (2023). DOI: 10.1002/eom2.12394
Tiến sĩ Muhammad Rizwan Azhar của ECU dẫn đầu dự án phát hiện ra pin lithium-ion, mặc dù là lựa chọn phổ biến cho xe điện trên toàn thế giới, nhưng lại gặp phải những hạn chế liên quan đến chi phí, tài nguyên hữu hạn và những lo ngại về an toàn. Công trình được công bố trên tạp chí EcoMat .
Tiến sĩ Muhammad Rizwan Azhar cho biết: “Pin kẽm-không khí có thể sạc lại (ZAB) đang trở nên hấp dẫn hơn vì chi phí thấp, thân thiện với môi trường, mật độ năng lượng lý thuyết cao và độ an toàn vốn có”.
"Với sự xuất hiện của các phương tiện tầm xa và máy bay điện thế hệ tiếp theo trên thị trường, nhu cầu ngày càng tăng về hệ thống pin an toàn hơn, tiết kiệm chi phí hơn và hiệu suất cao hơn có thể vượt qua khả năng của pin lithium-ion."
Zinc-air: Người giải thích
Pin kẽm-không khí bao gồm một điện cực âm kẽm và một điện cực dương không khí.
Nhược điểm chính của chúng là công suất phát ra hạn chế do hiệu suất kém của các điện cực không khí và tuổi thọ ngắn—cho đến nay.
Bước đột phá của ECU đã cho phép các kỹ sư sử dụng kết hợp các vật liệu mới, chẳng hạn như carbon, sắt rẻ hơn và khoáng chất dựa trên coban để thiết kế lại pin kẽm-không khí.
Tiến sĩ Azhar cho biết: “Thiết kế mới hiệu quả đến mức triệt tiêu điện trở trong của pin và điện áp của chúng gần bằng điện áp lý thuyết, dẫn đến mật độ năng lượng đỉnh cao và độ ổn định siêu dài”.
"Ngoài việc cách mạng hóa ngành lưu trữ năng lượng, bước đột phá này góp phần đáng kể vào việc xây dựng một xã hội bền vững, giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch và giảm thiểu tác động đến môi trường."
"Bằng cách sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, chẳng hạn như kẽm từ Úc và không khí, điều này càng nâng cao hiệu quả chi phí và khả năng tồn tại của những loại pin kẽm-không khí cải tiến này trong tương lai."
Khả thi và đáng tin cậy
Tiến sĩ Azhar cho biết mặc dù các nguồn tài nguyên tái tạo như năng lượng mặt trời, gió và thủy điện đóng vai trò quan trọng trong tương lai của năng lượng xanh nhưng chúng không phải là giải pháp hoàn toàn đáng tin cậy vì chúng là nguồn năng lượng không liên tục.
Tiến sĩ Azhar giải thích: “Do nguồn kẽm dồi dào có sẵn ở các quốc gia như Úc và sự phổ biến của không khí, đây trở thành một giải pháp lưu trữ năng lượng có tính khả thi cao và đáng tin cậy”.
Việc thiết kế lại pin kẽm-không khí của ECU đưa Úc đến gần hơn với việc đạt được các mục tiêu và mục tiêu phát triển bền vững của Liên hợp quốc theo Thỏa thuận Paris, được thành lập vào cuối năm 2015 nhằm nhấn mạnh nhu cầu về nguồn năng lượng bền vững để hạn chế biến đổi khí hậu.
