Nghiên cứu [ Đăng ngày (26/08/2022) ]
Pin làm bằng nhôm, lưu huỳnh và muối nhanh, an toàn và chi phí thấp
Các kỹ sư tại MIT đã phát triển một thiết kế pin mới bằng cách sử dụng các vật liệu phổ biến - nhôm, lưu huỳnh và muối. Pin không chỉ có chi phí thấp mà còn có khả năng chống cháy và hỏng hóc, đồng thời có thể sạc rất nhanh, điều này có thể hữu ích cho việc cung cấp năng lượng cho gia đình hoặc sạc xe điện.

Pin Lithium-ion đã thống trị lĩnh vực này trong vài thập kỷ qua, nhờ độ tin cậy và mật độ năng lượng cao. Tuy nhiên, lithium đang trở nên khan hiếm hơn và đắt hơn, và các tế bào có thể nguy hiểm, phát nổ hoặc bùng cháy nếu bị hỏng hoặc sử dụng không đúng cách. Cần có những giải pháp thay thế rẻ hơn, an toàn hơn, đặc biệt là khi thế giới chuyển đổi sang năng lượng tái tạo và xe điện.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu của MIT bắt đầu thiết kế một loại pin mới từ các vật liệu sẵn có, rẻ tiền. Sau khi tìm kiếm và một số thử nghiệm và sai sót, họ đã giải quyết được nhôm cho một điện cực và lưu huỳnh cho điện cực kia, được phủ lên trên chất điện phân của muối chloro-aluminat nóng chảy. Tất cả các thành phần này không chỉ rẻ và thông dụng mà còn không dễ cháy nên không có nguy cơ cháy hoặc nổ.

Trong các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng các tế bào pin mới có thể chịu được hàng trăm chu kỳ sạc và sạc rất nhanh - trong một số thử nghiệm, chưa đầy một phút. Các tế bào này sẽ có giá chỉ bằng 1/6 giá của một tế bào lithium-ion có kích thước tương tự.

Chúng không chỉ có thể hoạt động ở nhiệt độ cao lên đến 200 ° C (392 ° F) mà còn thực sự hoạt động tốt hơn khi nóng hơn - ở 110 ° C (230 ° F), pin sạc nhanh hơn 25 lần so với ở 25 ° C (77 ° F). Quan trọng hơn, các nhà nghiên cứu cho biết pin không cần bất kỳ năng lượng bên ngoài nào để đạt đến nhiệt độ cao này - chu kỳ sạc và xả thông thường của nó là đủ để giữ cho nó ấm như vậy.

Mặc dù loại muối trong chất điện phân được chọn vì nó có nhiệt độ nóng chảy thấp, nhưng tình cờ nó lại có một lợi ích khác - nó tự nhiên ngăn chặn sự hình thành các đuôi gai. Những tua kim loại này, dần dần phát triển giữa hai điện cực cho đến khi chúng gây ra đoản mạch, là một trở ngại lớn đối với pin, đặc biệt là pin lithium-ion.

Nhóm nghiên cứu nói rằng thiết kế pin này sẽ phù hợp nhất với quy mô vài chục kilowatt giờ, giống như cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà cá nhân từ các nguồn tái tạo. Chúng cũng có thể hữu ích như trạm sạc cho xe điện, nhờ khả năng sạc nhanh. Các loại pin khác, chẳng hạn như thiết kế gần đây sử dụng chất điện phân muối nóng chảy và điện cực nhôm và niken, có thể hoạt động tốt hơn ở quy mô lưới.

Bằng sáng chế cho pin lưu huỳnh nhôm đã được cấp phép cho một công ty spinoff có tên là Avanti, do một trong những tác giả của nghiên cứu mô tả thiết kế này đồng sáng lập. Trình tự đầu tiên của hoạt động kinh doanh là xây dựng nó trên quy mô lớn và chạy nó thông qua các bài kiểm tra căng thẳng.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.

ntqnhu
In bài viết  
Bookmark
Ý kiến của bạn

Sáng kiến mới  
 
 

CASTI TiVi




© Copyright 2020 Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Địa chỉ: 118/3 Trần Phú - Phường Cái Khế - Quận Ninh Kiều - thành phố Cần Thơ
Giấy phép số: 05/ GP-TTĐT, do Sở Thông tin và Truyền Thông thành phố Cần Thơ cấp ngày 23/5/2017
Trưởng Ban biên tập: Ông Vũ Minh Hải - Giám Đốc Trung tâm Thông tin Khoa học và Công nghệ - Sở Khoa học & Công nghệ TP. Cần Thơ
Ghi rõ nguồn www.trithuckhoahoc.vn khi bạn sử dụng lại thông tin từ website này
-->