Siêu cường châu Á chế tạo thành công 'pin nước' với sức mạnh gấp đôi pin lithium, dự đoán thay đổi tương lai toàn bộ ngành xe điện

Mới đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển thành công một loại "pin nước", hay còn có tên chính thức là pin kim loại – ion nước. Công nghệ mới này có mật độ năng lượng gần gấp đôi pin lithium truyền thống, có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng vào các ngành công nghệ năng lượng sạch tương lai, như xe điện.

Nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết, pin nước chứa i-ốt và brom có mật độ năng lượng 1200 watt-giờ mỗi lít (Wh/L), cao hơn nhiều so với 700 Wh/L của pin lithium.

Đồng thời, họ cũng cho biết thêm pin nước cũng an toàn hơn pin lithium không chứa nước, loại pin vốn “rất dễ cháy”.

Các nhà nghiên cứu đánh giá rằng loại pin mới ổn định và cho thấy tiềm năng đầy hứa hẹn để phát triển pin nước có thể sạc, đảm bảo an toàn và có mật độ năng lượng cao thế hệ tiếp theo.

Li Xianfeng, giáo sư tại Viện Vật lý Hóa học Dalian của CAS, nhận định phát hiện này “có thể mở rộng các ứng dụng pin nước trong lĩnh vực pin năng lượng”.

Pin lithium hiện là dòng tiêu chuẩn được sử dụng trên toàn thế giới do mật độ năng lượng cao. Loại pin này chứa chất điện phân không nước - một thành phần cho phép pin sạc và xả, tuy nhiên cũng rất dễ gây cháy. Trong khi đó, pin nước được tạo thành từ chất điện phân gốc nước nên không gây ra rủi ro an toàn tương tự.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu viết rằng pin nước thường có mật độ năng lượng thấp hơn nhiều so với pin không nước, ở mức dưới 200 Wh/L. Các nhà nghiên cứu cho biết mật độ năng lượng thấp như vậy khiến pin nước “chỉ phù hợp cho việc lưu trữ năng lượng cố định quy mô lớn”.

Bởi vậy, nhóm nghiên cứu đã phát triển chất điện phân gốc iốt và brom có thể khắc phục các vấn đề về mật độ năng lượng này.

Khi được lắp vào pin với cực dương làm từ cadmium, họ nhận thấy pin sử dụng được liên tục trong hơn 300 chu kỳ sạc và xả với hiệu suất năng lượng 78%.

Khi các nhà nghiên cứu thử nghiệm chất điện phân của họ với cực dương làm từ vanadi, họ thấy tuổi thọ của pin có thể được kéo dài đến 1.000 chu kỳ, điều này "chứng tỏ độ ổn định đáng kể".

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng mật độ năng lượng của pin của họ thậm chí “vượt quá mật độ năng lượng của một số vật liệu điện cực rắn" và "có thể có giá thành tương đương với pin lithium truyền thống".

“Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng pin nước an toàn với mật độ năng lượng cao là có thể, mang lại lựa chọn phát triển cho việc lưu trữ năng lượng ở quy mô lưới điện và thậm chí cả xe điện”, nhóm nghiên cứu cho hay.