Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học RMIT, Ôxtrâylia lần đầu tiên đã tạo ra loại pin proton sạc. Pin proton sạc thân thiện với môi trường này nếu được phát triển thêm, có tiềm năng tích trữ nhiều năng lượng hơn pin lithium ion hiện có.

Các ứng dụng tiềm năng của pin proton bao gồm lưu trữ điện từ các tấm pin mặt trời. Công nghệ pin proton khi được điều chỉnh và mở rộng quy mô, cũng có thể được sử dụng để tích điện cho lưới điện ở quy mô trung bình, cũng như cung cấp năng lượng cho xe điện. Mẫu pin proton sử dụng điện cực cacbon để lưu trữ hydro kết hợp với pin nhiên liệu thuận nghịch để sản xuất điện.

John Andrews, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Đột phá này là bước tiến quan trọng hướng tới chế tạo pin proton giá rẻ và bền vững để đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai mà không gây hại đến môi trường. Khi thế giới chuyển sang nguồn năng lượng tái tạo vốn dĩ dễ thay đổi để giảm phát thải khí nhà kinh và giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu, các yêu cầu về tích trữ điện năng sẽ rất lớn. Pin proton là một trong những yếu tố tiềm năng góp phần đáp ứng nhu cầu lưu trữ nguồn năng lượng khổng lồ. Pin hoạt động nhờ proton sẽ tiết kiệm hơn là sử dụng các ion lithium bắt nguồn từ tài nguyên khan hiếm. Cacbon là nguyên liệu chính được dùng để chế tạo pin proton, có số lượng dồi dào và rẻ hơn cả hợp kim hydro kim loại và lithium cần cho pin lithium ion sạc”.

Trong quá trình sạc, cacbon trong các liên kết điện cực với proton được tạo ra bằng cách tách nước nhờ sự hỗ trợ của các điện tử từ nguồn cung cấp điện. Hơn nữa, các proton được giải phóng và di chuyển trở lại qua pin nhiên liệu thuận nghịch tạo thành nước, cùng với oxy từ không khí để sản sinh điện. Khác với nhiên liệu hóa thạch, cacbon không cháy hoặc gây phát thải trong quá trình này.

Các thí nghiệm cho thấy pin proton nhỏ với diện tích bề mặt hoạt động bên trong chỉ là 5,5 cm2, có khả năng tích trữ năng lượng trên mỗi đơn vị khối nhiều hơn so với pin lithium ion thương mại hiện nay. Theo Andrews, cần thực hiện thêm nghiên cứu tăng hiệu suất và mật độ năng lượng thông qua sử dụng vật liệu cacbon được sắp xếp theo lớp nguyên tử mỏng như graphene, để pin proton có thể cạnh tranh với pin lithium ion.
 

Theo NASATI