Nghiên cứu mới xem xét kỹ lưỡng việc lưu trữ năng lượng

Nghiên cứu mới xem xét kỹ lưỡng việc lưu trữ năng lượng

    Nghiên cứu mới xem xét kỹ lưỡng việc lưu trữ năng lượng

    New study takes close look at energy storage

    Nghiên cứu sinh tiến sĩ Laura Goodwin từ Đại học Justus Liebig Giessen với tế bào thể rắn ở quy mô phòng thí nghiệm. Ảnh: JLU/Rolf K. Wegst


    Nghiên cứu về các thiết bị lưu trữ năng lượng điện hóa và sự phát triển của chúng nằm trong số các lĩnh vực khoa học vật liệu mà hầu hết các công việc đang được thực hiện trên toàn thế giới. Nhu cầu ngày càng tăng nhanh về pin hiệu suất cao cho một số lượng lớn các ứng dụng đã dẫn đến mối quan tâm ngày càng tăng về khả năng và tốc độ sạc có thể đạt được. Tương tự, sự chú ý đang được tập trung mạnh mẽ hơn vào tuổi thọ, sự an toàn và tính sẵn có của tài nguyên vật liệu, cũng như dấu chân carbon.

    Trên nền tảng này, các nhà hóa học Giáo sư Jürgen Janek từ Đại học Justus Liebig Giessen và Giáo sư Wolfgang Zeier từ Đại học Münster và Viện Helmholtz Münster của Forschungszentrum Jülich (Đức), đã xem xét kỹ lưỡng sự phát triển của mười năm qua trong lĩnh vực hóa học. lĩnh vực pin thể rắn.

    Với mục đích này, các nhà nghiên cứu đã phân tích tình trạng hiện tại của công nghệ, xem xét nghiêm túc các thách thức và các vấn đề chưa được giải quyết cần phải giải quyết để làm cho pin thể rắn có tính cạnh tranh. Đánh giá quan trọng về công nghệ này đã được xuất bản trong số mới nhất của tạp chí Nature Energy dưới dạng một bài báo đánh giá.

    Pin thể rắn là sự phát triển tiếp theo của pin lithium-ion, mà chức năng của nó hiện được thực hiện nhờ chất điện phân hữu cơ, lỏng. Mục đích là sử dụng chất điện phân rắn trong pin thể rắn, hứa hẹn các đặc tính lưu trữ tốt hơn, tuổi thọ dài hơn và tăng độ an toàn. Sự phát triển của pin thể rắn đã được theo đuổi trên toàn thế giới trong công việc nghiên cứu chuyên sâu trong khoảng mười năm nay.

    "Điều đang trở nên rõ ràng là khái niệm về pin thể rắn ngày nay bao gồm một số biến thể, sự thành công của chúng vẫn chưa thể dự đoán một cách an toàn," là cách Jürgen Janek tóm tắt tình hình phát triển.

    Một kết luận mà các nhà nghiên cứu đã rút ra là mặc dù các viện nghiên cứu và công ty công nghiệp đã tiến hành nhiều hoạt động trên phạm vi rộng, nhưng vẫn chưa có tiến bộ có thể đo lường được đối với công nghệ lithium-ion đã được thiết lập với chất điện phân lỏng. Trong phân tích của họ, họ đề cập đến các khía cạnh khác nhau như đại diện cho những thách thức quyết định.

    Một điểm mấu chốt là sự phát triển của chất điện phân rắn có thể đảm bảo hiệu suất và độ an toàn của pin cao hơn đồng thời có nồng độ lithium càng thấp càng tốt. Ngoài ra, cần có vật liệu cực dương có dung lượng tối đa, giúp pin có khối lượng và trọng lượng ít hơn.

    Nhìn chung, các nhà nghiên cứu nói rằng các phương pháp tiếp cận mới trong nghiên cứu vật liệu thông qua sự kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm là cần thiết, đặc biệt là thông qua sự hợp tác giữa càng nhiều ngành khác nhau càng tốt. "Chúng tôi có quan điểm lạc quan," Wolfgang Zeier nói. "Không còn nghi ngờ gì nữa, pin thể rắn sẽ đạt đến giai đoạn thương mại hóa. Câu hỏi chỉ là khi nào và ở mức độ nào."

    Trở lại năm 2016, Jürgen Janek và Wolfgang Zeier, cả hai đều đang làm việc tại Đại học Giessen vào thời điểm đó, cũng đã phân tích triển vọng của pin thể rắn và công bố kết quả của họ trên Nature Energy. Kể từ đó, bài báo đã được trích dẫn hơn 2.000 lần, có ảnh hưởng quyết định đến lĩnh vực nghiên cứu này.

    Trong bài báo mới nhất và toàn diện hơn của họ trên cùng một tạp chí, hai tác giả đã cập nhật phân tích của họ. Trong phân tích trước đó vào năm 2016, có nhiều câu hỏi cơ bản vẫn chưa được trả lời và phần lớn chưa được giải quyết, nhưng lần này có các yếu tố bổ sung đóng vai trò—một mặt là kết quả của việc triển khai công nghệ, mặt khác, liên quan đến những vấn đề quan trọng về nguồn nguyên vật liệu và chi phí.

    Zalo
    Hotline