Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển pin dòng chảy không khí-điện sắt, có khả năng hoạt động được 16 năm mà không giảm hiệu suất

Loại pin lưu lượng không khí-đồng bằng mới của các nhà khoa học Trung Quốc

*Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã giới thiệu một thiết kế hoàn toàn mới cho hệ thống pin lưu lượng, có khả năng chịu được hơn 6000 chu kỳ sạc-nhả mà không giảm dung lượng đáng kể.*

Điều gì làm cho pin này đặc biệt
Đặc tínhMô tảNhiễm điệnHòa tan trong nước – loại bỏ hoàn toàn nguy cơ cháy và nổ thường gặp ở pin lithium-ion.Chi phíSự thiếu hụt lithium khiến thiết bị “hợp lý về chi phí”.Tính ổn định chu kỳTrên 6000 chu kỳ với mật độ dòng 80 mA/cm² và hiệu suất coulombic 99,4 %. Điều này tương đương ~16 năm vận hành hàng ngày.Hiệu suấtCông suất cao hơn đạt được mật độ công suất tối đa 392,1 mW/cm², trong khi tổng năng lượng vẫn duy trì ở mức 78,5 %.

Làm thế nào giải quyết vấn đề suy giảm
Rào cản chính đối với pin lưu lượng không khí-đồng là tính đảo ngược thấp của phản ứng và sự chuyển giao không mong muốn của các chất hoạt động qua màng.

Các nhà khoa học:

1. Đánh giá lại thành phần điện dung, thử nghiệm 12 loại ligand hữu cơ khác nhau.
2. Tạo ra 11 hợp chất sắt mới.
3. Chọn ra hợp chất ổn định nhất – [Fe(HPF)BHS]⁴⁻.

Hợp chất này có:

- Cấu trúc phân tử bảo vệ, bảo vệ trung tâm sắt;
- Các nhóm mang điện âm, đẩy lùi ion hydroxyl và giảm sự thâm nhập qua màng.

Cách pin lưu lượng hoạt động
*Các dung dịch điện dung được lưu trữ trong bình chứa ngoài và tuần hoàn qua tế bào điện hóa.*

Lợi thế của sơ đồ này là khả năng mở rộng đơn giản: tăng thể tích bình, có thể tăng năng lượng theo tỷ lệ tuyến tính. Điều này làm cho công nghệ trở nên hấp dẫn đặc biệt đối với lưu trữ năng lượng từ các nhà máy mặt trời và gió.

Những gì còn lại
- Hiện tại chưa có dự án thực nghiệm hay kế hoạch sản xuất công nghiệp được công bố.
- Kết quả phòng thí nghiệm thành công không luôn đảm bảo khả năng tái tạo ở quy mô lớn.

Tuy nhiên, nếu quá trình này có thể mở rộng, sắt rẻ tiền có thể trở thành đối thủ đáng gờm trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng tái tạo lâu dài.