Pin natri thể rắn không cực âm đầu tiên trên thế giới

 (pme.uchicago.edu)
1 điểm bởi GN⁺ 2024-07-07 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp

  • Phòng thí nghiệm Lưu trữ và Chuyển đổi Năng lượng của GS. Shirley Meng tại UChicago tạo ra pin natri thể rắn không cực âm đầu tiên trên thế giới – một bước đột phá cho các loại pin rẻ, sạch và sạc nhanh

    • Một dạng pin mới đã được phát triển tại phòng thí nghiệm của GS. Y. Shirley Meng
    • Các loại pin rẻ hơn, sạc nhanh hơn và dung lượng cao hơn đang tiến gần hơn đến xe điện và lưu trữ cho lưới điện

  • Nội dung liên quan

    • Biến đổi khí hậu, pin và hy vọng: xem bài nói chuyện TEDx của Giáo sư Kỹ thuật Phân tử Pritzker Shirley Meng
    • Startup Resurgence ExPost nhận $8M từ DOE để cải thiện tái chế pin
    • Giáo sư PME Shirley Meng nhận giải ENSM 2023

  • Pin natri thể rắn không cực âm đầu tiên trên thế giới

    • Phòng thí nghiệm của Giáo sư Shirley Meng tại UChicago Pritzker Molecular Engineering đã phát triển pin natri thể rắn không cực âm đầu tiên trên thế giới
    • Nghiên cứu này là kết quả hợp tác giữa UChicago Pritzker School of Molecular Engineering và Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering thuộc University of California San Diego
    • Các loại pin rẻ hơn, sạc nhanh hơn và dung lượng cao hơn đang tiến gần hơn đến xe điện và lưu trữ cho lưới điện

  • Những điểm chính của bài báo

    • Bài báo với nghiên cứu sinh tiến sĩ UC San Diego Grayson Deysher là đồng tác giả thứ nhất đã được công bố trên Nature Energy
    • Cấu trúc pin natri mới cho thấy khả năng chu kỳ ổn định trong hàng trăm lần
    • Bằng cách loại bỏ cực âm và sử dụng natri rẻ hơn, dồi dào hơn thay cho lithium, có thể sản xuất pin rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn
    • Thiết kế thể rắn mang tính đột phá giúp pin an toàn và mạnh mẽ hơn

  • Tính bền vững và natri

    • Lithium tồn tại trong vỏ Trái Đất ở mức khoảng 20ppm, trong khi natri ở mức 20,000ppm
    • Nhu cầu pin lithium-ion tăng cao đã khiến giá tăng vọt, làm các loại pin cần thiết trở nên xa vời hơn
    • Việc khai thác lithium gây hại cho môi trường
    • Natri có thể dễ dàng thu được từ nước biển và tro soda, nên thân thiện với môi trường hơn

  • Cấu trúc đột phá

    • Nhóm nghiên cứu đã phải phát minh ra một cấu trúc mới để tạo ra pin natri có mật độ năng lượng ngang với pin lithium
    • Pin truyền thống có cực âm để lưu trữ ion trong quá trình sạc
    • Pin không cực âm loại bỏ cực âm và lưu trữ ion trực tiếp trên bộ thu dòng
    • Cách tiếp cận này cho phép điện áp cell cao, chi phí cell thấp và mật độ năng lượng cao, nhưng cũng đi kèm những thách thức riêng

  • Chất rắn có thể chảy

    • Nhóm đã áp dụng một cách tiếp cận đổi mới sử dụng chất điện phân bao quanh bộ thu dòng
    • Họ tạo bộ thu dòng từ bột nhôm để tạo ra một chất rắn có thể chảy như chất lỏng
    • Trong quá trình lắp ráp pin, bột được nén ở áp suất cao để duy trì tiếp xúc giống chất lỏng với chất điện phân

  • Triển vọng tương lai

    • Dù pin natri thể rắn từng được xem là công nghệ của tương lai xa, bài báo này cho thấy pin natri thực sự có thể hoạt động tốt
    • Giáo sư Meng hy vọng nhiều lựa chọn pin sạch và giá rẻ khác nhau sẽ được mở rộng để lưu trữ năng lượng tái tạo và đáp ứng nhu cầu của xã hội
    • Giáo sư Meng và Deysher đã nộp đơn xin bằng sáng chế thông qua Office of Innovation and Commercialization của UC San Diego

Tóm tắt của GN⁺

  • Bài viết này nói về việc phát triển pin natri thể rắn không cực âm đầu tiên trên thế giới
  • Pin natri là một lựa chọn thay thế đầy hứa hẹn cho pin lithium vì rẻ hơn và thân thiện với môi trường hơn, phù hợp cho xe điện và lưu trữ lưới điện
  • Công nghệ này trở nên khả thi nhờ một cách tiếp cận đột phá giúp tăng mật độ năng lượng và độ an toàn của pin
  • Cung cấp thông tin thú vị và hữu ích cho các nhà nghiên cứu và kỹ sư trong lĩnh vực liên quan
  • Các sản phẩm có chức năng tương tự bao gồm pin lithium-ion hiện có và các công nghệ pin thế hệ tiếp theo

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-07-07
Ý kiến trên Hacker News

  • Giá lithium đã giảm 80% trong 2 năm qua

    • Tính khan hiếm của lithium được nhắc trong bài hiện không còn phù hợp với tình hình thực tế
    • Việc giá lithium giảm có thể tác động tích cực đến quá trình chuyển đổi sang năng lượng sạch

  • Tôi không rành về điện, nhưng để electron chạy thì cần có cực dương

    • Theo Wikipedia, cực dương kim loại được hình thành trong lần sạc đầu tiên

  • Có nhắc đến Na4MnCr(PO4)3

    • Crom phổ biến trong vỏ Trái Đất gấp 5 lần lithium
    • Pin ion natri thông thường có ưu điểm là không dùng các nguyên tố hiếm
    • Cần so sánh giữa hóa học trạng thái rắn và hóa học thông thường

  • Có cung cấp liên kết đến bản preprint của bài báo

    • Không có thông tin về mật độ năng lượng, thể tích hay số chu kỳ sạc lại

  • Thảo luận về tác động môi trường của việc khai thác lithium

    • Cách bơm nước lên bề mặt rồi làm bay hơi có tác động môi trường tương đối thấp
    • Cần so sánh với việc khai thác natri

  • Điều quan trọng với pin là quy mô và tổng chi phí

    • Dù các thành phần có rẻ hơn, vẫn cần đưa ra sản phẩm tốt hơn hiện tại
    • Việc có thể dùng các nhà máy và công nghệ sản xuất hiện có hay không là rất quan trọng
    • Pin thể rắn nhiều khả năng sẽ được áp dụng trước trong máy bay điện và siêu xe

  • Sự dồi dào và ổn định của natri mang lại tiềm năng lớn cho lưu trữ điện năng

    • Tôi muốn thay pin trong nhà bằng pin natri

  • Tôi đang chờ bình luận đầu tiên chỉ ra thứ mà loại pin này thực sự không làm được

  • Có vẻ như ở cực dương đang diễn ra nhiều thứ hơn

    • Tôi tự hỏi vì sao ở cực dương lại có nhiều thứ diễn ra hơn so với chất điện phân