Jay Whitacre – giáo sư vật liệu học tại trường Đại học Carnegie Mellon đã công bố giải pháp trữ năng lượng tái tạo đó là một thiết bị trữ năng lượng mặt trời thực tế và tinh tế hơn hẳn so với các thiết bị khác trên thế giới. Một nhà máy ở Mount Pleasant, Pensylvania, Mỹ tên Aquion được triển khai sản xuất thiết bị lưu trữ năng lượng này chính là pin.
Giáo sư cho biết, pin do ông sáng chế sẽ được áp dụng trong tương lai gần, vào việc lưu trữ điện từ các tấm thu năng lượng mặt trời, hay từ các nguồn năng lượng tái tạo khác phục vụ hộ gia đình, các khu vực nông thôn nhằm cung cấp năng lượng 24/24h rẻ hơn điện từ động cơ diesel. Ngày nay, loại pin thông dụng là pin chì – axit, nhưng chúng độc hại và đòi hỏi đòi hỏi điều hòa không khí làm gia tăng chi phí sản xuất.
Whitacre đang đứng trước lò nung bột điện cực làm nguyên liệu cho pin
Bột điện cực (Mangan Oxit) được lấy ra từ lò nung
Hình trái: bột điện cực được nén thành tấm; Hình phải: các tấm pin di chuyển trên băng chuyền được rắp ráp bởi robot
Robot sẽ lấy 4 tấm/lượt lắp vào khay nhựa
Các tấm điện cực được xếp chồng lên nhau lắp đầy khay nhựa, xe kẽ điện cực âm & điện cực dương (màu xám) và vách chắn (màu trắng) để chống hiện tượng đoản mạch
Sau khi các tấm điện cực được lắp đủ, nắp đậy được đặt trên cùng, người công nhân lau sạch bộ pin
Hình trái: bảy bộ pun được xếp chồng lên nhau và chốt lại; Hình phải: các chồng pin được đặt trên một pallet và kết nối với thiết bị điện để kiểm tra
Pin của Whiracre được dự kiến là có tuổi thọ gấp đôi pin chì – axit và chi phí tương đương. Nhưng trong quá trình sản xuất thì không cần điều hòa không khí và sử dụng nguyên liệu không độc hại. Dòng điện được tạo ra cũng giống như dòng điện từ phản ứng điện phân giữa nước muối (dung dịch điện phân), mangan oxit (cực dương) và carbon (cực âm)
Sản phẩm pin mới này sẽ tạo một sự thay đổi lớn cho những nước kém phát triển trên thế giới, nơi mà mạng lưới điện chưa được lắp đặt đủ. Và năm 2030, một tỷ người trên thế giới mong muốn sử dụng loại pin mới này. Điều đó có nghĩa là pin sẽ được sử dụng nhiều hơn nguyên liệu hóa thạch, chi phí thấp hơn, an toàn và đáng tin cậy. “Từ đó, một tỷ bộ phận thu năng lượng mặt trời sẽ được sử dụng bởi vì đã có pin mới này” Whitacre tự tin nói, các công ty có thể giảm lượng khí thải gây ô nhiễm môi trường do sử dụng các động cơ diesel.
Để tiết kiệm chi phí, Whitacre đã tận dụng những thiết bị máy móc trong ngành dược phẩm và thực phẩm. Chẳng hạn như kiểu máy ép/ nén thủy lực để sản xuất thuốc aspirin dạng viên nén để tạo thành tấm điện cực được xếp chồng, sử dụng những cánh tay robot trong sản xuất sô cô la để nhấc những tấm điện cực và sắp xếp chúng. Cuối dây chuyền, các hộc đựng điện cực được xếp chồng và kết nối lại với nhau. Một pallet gồm 84 bộ pin, cao khoảng một mét sẽ lưu trữ 19,2kW điện. 20 pallet như thế sẽ có thể cung cấp điện cho một ngôi làng 200 người sinh sống tại các nước kém phát triển. Hai pallet là đủ cấp điện cho một hộ gia đình Mỹ trong một ngày.
Tuy nhiên công nghệ mới này lại có một số hạn chế. Nó được sử dụng thích hợp nhất đối với những hoạt động điện ổn định và chậm, không thể sạc điện nhanh chóng và xả một lượng điện lớn. Tuy giá thành sản xuất pin rẻ hơn các sản phẩm khác và kết hớp với tấm thu năng lượng mặt trời, thì vẫn không thể đánh bại các nhà máy điện thông thường. Đó là lý do mà Whitacre chỉ nhắm tới đối tượng ở các khu vực chưa có mạng lưới điện. Aquion đã bắt đầu giao hàng đến các khu vực tiềm năng để đánh giá hiệu quả. Công ty mong rằng: sản xuất đủ pin mỗi năm để trữ 200MW điện cho khoảng 150 ngôi làng trên thế giới. Nhà máy sản xuất tại Pennsylvania có thể nhân rộng đến các quốc gia khác.
Biên tập bởi TechnologyMAG.net – Nhiên Lê
(Theo Technology Review)
