Pin sinh thái mới hoạt động bằng nước biển

Các nhà nghiên cứu tại Viện KH&CN quốc gia Ulsan (UNIST) ở Hàn Quốc đang nghiên cứu để phát triển loại pin mới sử dụng nguồn nước biển dồi dào và sẵn có.

UNIST sẽ phối hợp với các tổ chức công trong lĩnh vực năng lượng để chế tạo loại pin mới thân thiện với môi trường có thể lưu trữ và sản xuất điện bằng nước biển. Dự án có nguồn kinh phí nghiên cứu trị giá 5 tỷ Won cho 3 năm hoạt động, được kỳ vọng sẽ thúc đẩy việc thương mại hóa pin nước biển thân thiện sinh thái, chi phí-hiệu quả và có độ ổn định cao.

Các đơn vị tham gia dự án bao gồm Tổng công ty điện lực Hàn Quốc (KEPCO), Công ty TNHH điện lực Đông Tây Hàn Quốc (EWP) và Viện KH&CN quốc gia Ulsan (UNIST). Đối với dự án này, KEPCO và EWP sẽ cung cấp số tiền tương ứng là 3 tỷ Won vào năm 2019 và 2 tỷ Won vào năm 2018. Từ năm 2014, UNIST đã dẫn đầu nghiên cứu pin nước biển với khoản tài trợ 7 tỷ Won từ Chính phủ.

Pin nước biển sử dụng natri, nguyên tố dồi dào thứ 6 trên Trái đất để sản xuất điện. Điều này làm cho hệ thống trở thành sự bổ sung hấp dẫn cho các công nghệ pin hiện có. Loại pin nước biển mới có giá thành rất rẻ và thân thiện với môi trường hơn nhiều so với pin lithium và do đó, sẽ cung cấp một lộ trình giá rẻ cho việc tích trữ năng lượng trên quy mô lớn. Hơn nữa, việc sử dụng nước biển cũng có thể làm giảm đáng kể nguy cơ cháy, vì nó giữ chất lỏng nhiệt trong điều kiện tốt.

Pin nước biển hoạt động mà không cần tải phụ trợ hoặc một nguồn cung cấp điện bên ngoài, ngoại trừ nước và muối. Do đó, pin có thể được sử dụng như các hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) cho gia đình và các ngành công nghiệp hoặc là nguồn cung cấp điện khẩn cấp cho tàu lớn và các nhà máy điện hạt nhân.

Pin nước biển tương tự như pin lithium-ion vì chúng đều tích trữ năng lượng theo cách như nhau. Pin khai thác các ion natri từ nước biển khi nó được sạc bằng điện năng và lưu giữ trong ngăn cực âm. Khi xả điện hóa, natri được giải phóng từ cực dương và phản ứng với nước và oxy từ cực âm của nước biển để tạo thành natri hydroxit. Quá trình này cung cấp năng lượng cho các thiết bị như xe điện hoạt động.

Mặc dù pin nước biển chi phí - hiệu quả hơn pin lithium-ion, nhưng chúng chưa sẵn sàng cho phân phối thương mại. Một phần là do những loại pin này có công suất điện tương đối thấp. Để khắc phục, UNIST sẽ thiết kế hình học tối ưu và các thủ tục tiêu chuẩn hóa cho pin. Cùng với KEPCO, nhóm nghiên cứu tại UNIST dự kiến sẽ chế tạo pin với nhiều kích thước và hình dạng, qua đó nâng cao tốc độ sạc của pin lên 20 Wh. Nhìn chung, pin lithium-ion cho điện thoại thông minh nhỏ tích trữ khoảng 10 Wh.

Với sự hỗ trợ của KEPCO, UNIST sẽ thành lập một cơ sở thử nghiệm để sản xuất đại trà pin nước biển cũng như phát triển một bộ pin nước biển làm tăng tốc độ sạc của pin. Đến năm 2018, nhóm nghiên cứu sẽ chế tạo gói pin nước biển cỡ 10 Wh tại Nhà máy Nhiệt điện Ulsan. 10 Wh là mức năng lượng trung bình cần có mỗi ngày cho một gia đình 4 người.

GS. Kim Youngsik tại UNIST cho rằng: khi pin nước biển được thương mại hóa, chúng ta có thể thấy sự ra ra đời của thị trường thiết bị tích trữ năng lượng tiên tiến trị giá 47 tỷ Won. Nó sẽ trở thành một trong những động lực tăng trưởng chính trong tương lai của nền kinh tế, góp phần vào sự phục hồi của ngành công nghiệp năng lượng mới.

(Vista)