Pin dòng chảy với mật độ dòng điện cao lưu trữ hiệu quả năng lượng mặt trời trên mái nhà

Được phát triển bởi các nhà nghiên cứu từ Đại học Monash, thiết kế màng mới trong sáng kiến này khắc phục được vấn đề về tốc độ, khiến nó trở nên lý tưởng cho các hộ gia đình và là một nhân tố chính đầy hứa hẹn trong thị trường chuyển đổi năng lượng.

Hóa chất an toàn, giá thành rẻ

“Chúng tôi đã sử dụng một loại hóa chất an toàn, giá cả phải chăng và làm cho nó đủ nhanh để thu được năng lượng mặt trời trên mái nhà theo thời gian thực”, Wanqiao Liang, tác giả đầu tiên của nghiên cứu và là ứng viên tiến sĩ tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Monash cho biết.

Theo Wanqiao Liang, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một màng cuối cùng giúp pin dòng chảy hữu cơ có khả năng cạnh tranh để lưu trữ tại nhà với quy mô trung bình.

Cải thiện khả năng chọn lọc ion pin dòng chảy đã xuất hiện trong nhiều thập kỷ nhưng theo truyền thống được sử dụng để lưu trữ năng lượng quy mô lớn do kích thước lớn và tốc độ sạc chậm.

Pin dòng chảy mở ra cánh cửa tương lai về hệ thống pin không chỉ rẻ mà còn rất an toàn (Ảnh: Interesting Engineering)

Pin dòng chảy đã được một số công ty sản xuất trước đó. Tuy nhiên, nghiên cứu của Monash nổi bật với sự kết hợp giữa tính an toàn, chi phí thấp và hiệu suất tốc độ cao - sự cân bằng mà ít hệ thống nào trên thế giới đạt được.

Cải tiến mới nhất đã khắc phục được vấn đề về tốc độ. Cụ thể, nghiên cứu giúp cải thiện khả năng chọn lọc ion, cho phép các ion tốt đi qua nhanh chóng trong khi vẫn giữ các ion không mong muốn ở ngoài.

Theo các nhà nghiên cứu, sự cân bằng đạt được do màng mới, cho phép hoạt động nhanh và ổn định ngay cả ở mật độ dòng điện cao. Màng mới vượt trội hơn màng Nafion tiêu chuẩn của ngành về cả tốc độ và độ ổn định, chạy 600 chu kỳ dòng điện cao mà hầu như không bị mất dung lượng, đó là một bước tiến lớn đối với loại pin này.

Không độc hại, không cháy

Pin dòng chảy oxy hóa khử hứa hẹn khả năng ổn định lưới điện quy mô lớn. Trong số này, pin dòng chảy oxy hóa khử hữu cơ (ORFB) có tiềm năng hoạt động bền vững và kinh tế nhờ các vật liệu được triển khai.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh, hoạt động lâu dài của pin đòi hỏi khả năng kiểm soát vận chuyển tinh tế, trong đó chuyển động của các cation là chìa khóa để có mật độ dòng điện cao, đồng thời loại bỏ anion để có chu kỳ ổn định.

Họ cũng nhấn mạnh rằng pin không độc hại, không bắt lửa và được làm từ nhiều vật liệu, đồng thời vẫn theo kịp năng lượng mặt trời vào những ngày nắng.

Nhóm nghiên cứu hiện đang in 3D các hệ thống nguyên mẫu và thử nghiệm chúng trong điều kiện thực tế. Nếu các nguyên mẫu tiếp tục hoạt động đúng quy trình nghiên cứu, sản phẩm có thể có mặt trên thị trường sau vài năm nữa.

Theo Interesting Engineering