Những kỳ vọng về bước đột phá trong công nghệ pin

[Romano]

Các nhà nghiên cứu tại Đại học New South Wales (UNSW) mới đây công bố bước đột phá về công nghệ pin khi sử dụng proton thay vì lithium.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công pin proton có khả năng sạc lại, sử dụng vật liệu hữu cơ mới mang tên tetraamino-benzoquinone (TABQ). Vật liệu này cho phép proton di chuyển nhanh chóng và giúp nâng cao hiệu quả lưu trữ năng lượng.Theo Giáo sư Chuan Zhao làm việc ở UNSW, nhóm nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu phân tử nhỏ mới có dung lượng lớn để lưu trữ proton. Pin proton không chỉ có khả năng lưu trữ năng lượng nhanh mà còn có tuổi thọ dài và hoạt động hiệu quả ngay cả ở nhiệt độ dưới 0 độ C. Theo nhóm nghiên cứu, việc kết hợp với cực âm tetrachlorobenzoquin one (TCBQ), pin hoàn toàn hữu cơ này có chu kỳ sạc/xả lên đến 3.500 lần, kết hợp dung lượng cao và hiệu suất tốt trong điều kiện lạnh, từ đó mở ra triển vọng mới cho việc lưu trữ năng lượng tái tạo.
Bước đột phá trên có thể dẫn tới cuộc cách mạng hóa lĩnh vực lưu trữ năng lượng, nhất là đối với những ứng dụng như lưu trữ quy mô lưới điện và xe điện. Hiện tại, pin lithium-ion đang được sử dụng rộng rãi trong xe điện và những thiết bị điện tử nhưng sự phụ thuộc vào lithium đã làm dấy lên những quan ngại về tính khả dụng lâu dài và các ảnh hưởng tiêu cực đối với môi trường.
Theo chuyên gia Sicheng Wu của Khoa Hóa học tại UNSW, lithium không được phân bổ đều trên Trái Đất khiến một số quốc gia khó tiếp cận nguồn lithium giá rẻ. Ngoài ra, pin lithium còn gặp nhiều trở ngại liên quan đến sạc nhanh, an toàn và hiệu suất thấp ở nhiệt độ lạnh. Còn pin proton sử dụng proton - một nguồn năng lượng dồi dào và thân thiện với môi trường - với khả năng khuếch tán nhanh và mật độ năng lượng cao hơn.
Khả năng lưu trữ proton hiệu quả có thể tạo ra bước đột phá trong ngành công nghiệp hydro, vốn được đánh giá là một nguồn năng lượng sạch và bền vững. Hiện tại, việc lưu trữ và vận chuyển hydro vẫn là các thách thức lớn. Nếu những vật liệu có khả năng lưu trữ proton được phát triển thành công, việc vận chuyển và sử dụng hydro sẽ trở nên dễ dàng và an toàn hơn.