Siêu pin không cháy: Đột phá về natri khiến ngành công nghiệp lithium phải lo sợ

Trong bước đột phá về lưu trữ năng lượng tái tạo, các nhà nghiên cứu tại Viện Kỹ thuật Sinh học và Công nghệ Nano Úc (AIBN) thuộc Đại học Queensland đã phát triển chất điện phân rắn có tên P(Na₃-EO₇)-PFPE cho pin kim loại natri [còn gọi là pin Natri-ion (Na-ion), là công nghệ pin sạc lại sử dụng ion natri thay vì ion lithium].

Chất điện phân rắn cải tiến được thiết kế với cấu trúc lập phương tâm khối. Cấu trúc bên trong này tạo ra các đường hầm siêu nhỏ giúp ion natri di chuyển hiệu quả, tương tự như chuyển động của chúng trong pin lithium, đồng thời cũng giảm nguy cơ tích tụ chất độc hại như các nhánh cây.

Điểm nổi trội nhất của vật liệu pin mới này là không bắt lửa.

Trưởng nhóm AIBN, Tiến sĩ Cheng Zhang cho biết: "Hầu hết các loại pin đều sử dụng chất điện phân dạng lỏng, nhưng những chất lỏng này dễ cháy và có thể quá nóng, gây ra hỏa hoạn như chúng ta đã thấy.

Để giải quyết điều này, chúng tôi phát triển một loại đồng trùng hợp khối flo mới có tên là P(Na₃-EO₇)-PFPE – một chất điện phân rắn giống như nhựa và không bắt lửa".

Trong quá trình thử nghiệm ở nhiệt độ 80°C, pin do AIBN phát triển có thể hoạt động được hơn 5.000 giờ và giữ được hơn 91% dung lượng ban đầu sau 1.000 chu kỳ sạc – một kết quả ấn tượng đối với các ứng dụng năng lượng tái tạo trong thời gian dài.

Hiệu suất này đóng vai trò then chốt cho tiềm năng sử dụng SMB trong lưu trữ năng lượng tái tạo, khẳng định triển vọng của nó như một giải pháp thay thế an toàn và hiệu quả hơn so với pin lithium-ion thông thường.

Chất điện phân rắn mới hứa hẹn sẽ nâng cao tính an toàn và hiệu quả, có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện.

Việc phát triển chất điện phân rắn an toàn hơn, hiệu quả hơn cho pin kim loại natri có thể có tác động sâu sắc đến các giải pháp lưu trữ năng lượng. Lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện là thiết yếu để cân bằng cung và cầu trong các hệ thống năng lượng tái tạo.

Hơn nữa, sự phong phú và giá thành thấp của natri so với lithium khiến loại pin này trở thành một lựa chọn hấp dẫn về mặt kinh tế.

Khi thế giới đang tìm kiếm các giải pháp năng lượng bền vững, những tiến bộ trong công nghệ pin kim loại natri mở ra một hướng đi đầy hứa hẹn. Nếu được phổ biến về mặt thương mại thành công, pin kim loại natri có thể khiến ngành công nghiệp lithium phải lo sợ!