Pin silicon-không khí được xem như là một sự thay thế có triển vọng và hiệu quả chi phí cho công nghệ lưu trữ năng lượng hiện nay. Tuy nhiên, cho đến nay nó chỉ đạt được thời gian hoạt động tương đối ngắn. Nay các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra lý do tại sao.
Về lý thuyết, pin silicon-không khí có mật độ năng lượng cao hơn nhiều và cũng nhỏ và nhẹ hơn so với pin lithium-ion hiện hành. Nó cũng rất thân thiện với môi trường và không nhạy cảm với những ảnh hưởng từ bên ngoài. Tuy nhiên, lợi thế quan trọng nhất là chất liệu của chúng: Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 trong lớp vỏ Trái đất sau oxy, nó có giá rẻ và nguồn dự trữ có thể nói là vô tận.
Tuy nhiên, pin silicon không khí hiện vẫn còn có một vài nhược điểm: ví dụ, dòng điện dừng sau một thời gian tương đối ngắn. Mới chỉ có những giả định được đặt ra để giải thích cho điều này: có một lớp bảo vệ tự hình thành trên cực dương silicon? Chất điện phân có phù hợp hay không? Có vấn đề gì với điện cực không khí hay không? Những cố gắng khắc phục vấn đề này bằng cách cải thiện các thành phần không được thành công. Kết quả tốt nhất đạt được bằng việc sử dụng một điện cực đặc biệt, chất lượng cao dựa trên dung dịch ion. Điều này đã giúp tăng thời gian chạy của pin lên vài trăm giờ, nhưng lại mâu thuẫn với các ý tưởng cơ bản của pin: cung cấp một sự thay thế có hiệu quả chi phí cho pin lithium-ion.
Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Năng lượng và Khí hậu (IEK) Jülich lại cho rằng, nguyên nhân cho thời gian chạy ngắn là sự tiêu thụ chất điện giải. Trong dự án AlSiBat được tài trợ bởi Bộ Liên bang về Giáo dục và Nghiên cứu của Đức, các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống máy bơm, trong đó chất lỏng điện phân - hydroxit kali hòa tan trong nước - được nạp đầy theo thời gian. Nếu các cực dương silicon vẫn tiếp xúc với chất điện phân, pin sẽ tiếp tục chạy. Do đó, pin có thể đạt được thời gian chạy trên 1.100 giờ, tương đương gần 46 ngày, cho đến khi silicon được sử dụng hết hoàn toàn. Sau đó pin có thể được sạc bằng cách thay đổi cực dương, nói cách khác là một cách máy móc.
Các nhà khoa học đang tìm kiếm một cách để giữ cho pin chạy lâu dài mà không cần phải nạp đầy chất điện phân. Họ cho biết, pin silicon-không khí hiện chưa được hoàn hảo, nhưng họ đã biết phải nghiên cứu những gì tiếp theo.
Về lý thuyết, pin silicon-không khí có mật độ năng lượng cao hơn nhiều và cũng nhỏ và nhẹ hơn so với pin lithium-ion hiện hành. Nó cũng rất thân thiện với môi trường và không nhạy cảm với những ảnh hưởng từ bên ngoài. Tuy nhiên, lợi thế quan trọng nhất là chất liệu của chúng: Silic là nguyên tố phổ biến thứ 2 trong lớp vỏ Trái đất sau oxy, nó có giá rẻ và nguồn dự trữ có thể nói là vô tận.
Tuy nhiên, pin silicon không khí hiện vẫn còn có một vài nhược điểm: ví dụ, dòng điện dừng sau một thời gian tương đối ngắn. Mới chỉ có những giả định được đặt ra để giải thích cho điều này: có một lớp bảo vệ tự hình thành trên cực dương silicon? Chất điện phân có phù hợp hay không? Có vấn đề gì với điện cực không khí hay không? Những cố gắng khắc phục vấn đề này bằng cách cải thiện các thành phần không được thành công. Kết quả tốt nhất đạt được bằng việc sử dụng một điện cực đặc biệt, chất lượng cao dựa trên dung dịch ion. Điều này đã giúp tăng thời gian chạy của pin lên vài trăm giờ, nhưng lại mâu thuẫn với các ý tưởng cơ bản của pin: cung cấp một sự thay thế có hiệu quả chi phí cho pin lithium-ion.
Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Năng lượng và Khí hậu (IEK) Jülich lại cho rằng, nguyên nhân cho thời gian chạy ngắn là sự tiêu thụ chất điện giải. Trong dự án AlSiBat được tài trợ bởi Bộ Liên bang về Giáo dục và Nghiên cứu của Đức, các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống máy bơm, trong đó chất lỏng điện phân - hydroxit kali hòa tan trong nước - được nạp đầy theo thời gian. Nếu các cực dương silicon vẫn tiếp xúc với chất điện phân, pin sẽ tiếp tục chạy. Do đó, pin có thể đạt được thời gian chạy trên 1.100 giờ, tương đương gần 46 ngày, cho đến khi silicon được sử dụng hết hoàn toàn. Sau đó pin có thể được sạc bằng cách thay đổi cực dương, nói cách khác là một cách máy móc.
Các nhà khoa học đang tìm kiếm một cách để giữ cho pin chạy lâu dài mà không cần phải nạp đầy chất điện phân. Họ cho biết, pin silicon-không khí hiện chưa được hoàn hảo, nhưng họ đã biết phải nghiên cứu những gì tiếp theo.
Theo vista.gov.vn
Tin tức liên quan
Đăng nhập
