Yếu tố bất ngờ giúp cải thiện dung lượng pin lưu trữ.

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) đã chứng minh được công dụng nước đường để cải thiện hiệu suất của pin lưu trữ ở quy mô hệ ESS nối lưới.
Pin với cấu tạo hai ngăn chứa chất điện phân lỏng, đang được tích cực phát triển trên thế giới dưới dạng giải pháp lưu trữ năng lượng quy mô ESS cho các hệ thống năng lượng tái tạo.

PNNL đã tạo ra một bước đột phá quan trọng bằng cách phát triển một chất phụ gia điện giải gọi là β-cyclodextrin. Chất phụ gia này, có nguồn gốc từ một loại đường đơn sử dụng trong thực phẩm và dược phẩm, cho ra một kết quả đáng chú ý trong nghiên cứu pin lưu trữ. Nhóm PNNL đã đạt được mức tăng công suất tối đa 60% đối với pin lưu trữ đang nghiên cứu
β-cyclodextrin tăng tốc phản ứng điện hóa giúp lưu trữ và giải phóng năng lượng trong pin lưu lượng. Không giống như các phương pháp trước đây, loại đường này hoạt động như một dung dịch hòa tan chứ không phải là chất rắn được phủ lên bề mặt, đánh dấu lần đầu tiên cho pin lưu trữ. Các phát hiện, được công bố trên tạp chí Joule, chứng minh khả năng chấp nhận các proton tích điện dương của chất phụ gia đường, góp phần vào sự chuyển động cân bằng của các điện tử âm trong quá trình xả pin.

Wei Wang, nhà nghiên cứu pin PNNL của PNNL cho biết: “Đây là một cách tiếp cận hoàn toàn mới để phát triển chất điện phân cho pin dòng chảy. “Chúng tôi đã chỉ ra rằng bạn có thể sử dụng một loại chất xúc tác hoàn toàn khác được thiết kế để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng. Hơn nữa, nó được hòa tan trong chất điện phân lỏng nên nó loại bỏ khả năng chất rắn tách rời và làm bẩn hệ thống.”
Nghiên cứu nhằm mục đích giảm sự phụ thuộc vào khoáng chất đất hiếm và các chất độc hại trong ngành sản xuất pin lưu trữ, thúc đẩy một phương pháp bền vững hơn sử dụng các phương pháp tổng hợp được sử dụng trong ngành dược phẩm và thực phẩm, thay vì dựa vào khai thác khoáng sản nặng.

Tiếp tục nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đang khám phá các hợp chất thay thế tương tự như β-cyclodextrin nhưng có kích thước nhỏ hơn. Mặc dù việc bổ sung đường đơn làm đặc chất lỏng, tương tự như thêm mật ong vào trà, nhưng điều này đặt ra những thách thức đối với một hệ thống dựa trên dòng chảy. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu kết luận rằng ưu điểm xúc tác của đường lớn hơn nhược điểm về độ nhớt.
Nghiên cứu này là một phần của chương trình PNNL lớn hơn nhằm phát triển và thử nghiệm các công nghệ lưu trữ năng lượng ở quy mô hệ ESS nối lưới. Một số trường đại học chuẩn bị mở các hội thảo chuyên đề về hệ thống lưu trữ mới vào năm 2024.

Nguồn : https://www.pv-magazine.com/2023/07/12/unexpected-element-improves-flow-battery-capacity-claim-us-researchers/