Pin nước biển đại diện cho thế hệ thiết bị lưu trữ năng lượng tiếp theo, có khả năng lưu trữ và xả điện hiệu quả từ nước biển. Chìa khóa để thương mại hóa chúng là sự tiến bộ của vật liệu xúc tác tiết kiệm chi phí, một thách thức đã được các nhà nghiên cứu tại UNIST giải quyết thành công.
Pin nước biển và sơ đồ chất xúc tác được phát triển trong nghiên cứu này. Tín dụng: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.159219
Giáo sư Dong Woog Lee và nhóm của ông tại Khoa Kỹ thuật Năng lượng và Hóa học thuộc UNIST đã phát triển một chất xúc tác hiệu suất cao cho pin nước biển bằng cách tích hợp urê với chất thải gỗ. Chất xúc tác cải tiến này làm giảm điện áp quá mức cần thiết cho các tế bào nước biển và đẩy nhanh các phản ứng điện hóa, tạo điều kiện cho việc phóng điện nhanh.
Phát hiện của họ đã được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật Hóa học.
Theo truyền thống, các kim loại quý như bạch kim được dùng làm chất xúc tác; tuy nhiên, những vật liệu này có giá thành cực kỳ đắt đỏ.
Chất xúc tác do nhóm nghiên cứu của Giáo sư Lee phát triển tận dụng lignin và urê giá cả phải chăng. Lignin, một sản phẩm phụ chiếm 15 đến 35% gỗ, được tạo ra trong quá trình sản xuất giấy và nhiên liệu sinh học. Urê, một chất có nhiều trong nước thải công nghiệp, rất giàu nitơ.
Bằng cách nung nóng lignin đến 800°C trong khi đồng thời phản ứng với urê ở cùng nhiệt độ, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc bổ sung nitơ vào mọi phần của cấu trúc lignin, do đó tạo ra chất xúc tác hiệu suất cao. Việc kết hợp nitơ này làm giảm đáng kể năng lượng cần thiết để phóng điện trong khi thay thế các nguyên tử cacbon cụ thể trong ma trận lignin.
Trong các thử nghiệm hiệu suất được tiến hành với chất xúc tác mới được phát triển áp dụng cho các điện cực của các ô nước biển, kết quả cho thấy hiệu suất của nó tương đương với chất xúc tác bạch kim truyền thống. Đáng chú ý là điện áp quá mức thấp hơn so với chất xúc tác bạch kim (Pt/C).
Điện áp quá mức thấp hơn chuyển thành tỷ lệ năng lượng tích điện cao hơn có thể được sử dụng hiệu quả trong quá trình xả. Mật độ công suất tối đa đạt được là 15,76 mW/cm2, gần bằng mật độ của chất xúc tác bạch kim, được đo là 16,15 mW/cm2—một chỉ số quan trọng về tốc độ xả.
Giáo sư Lee cho biết, "Chúng tôi đã đề xuất một phương pháp trung hòa carbon không chỉ thay thế các chất xúc tác kim loại quý đắt tiền mà còn tối đa hóa giá trị của sinh khối và chất thải công nghiệp. Chất xúc tác cải tiến này có thể được áp dụng trong nhiều hệ thống lưu trữ năng lượng khác nhau, bao gồm cả pin kim loại-không khí."
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
