Một vật liệu rẻ và dồi dào như muối luôn được giới khoa học quan tâm đến và mới đây một công trình khoa học liên quan đến sản xuất pin lưu trữ cũng đã thành công trong việc tận dụng loại nguyên liệu này. Đó là công ty CATL (Trung Quốc) với loại pin natri-ion sử dụng muối natri thay thế cho lithium, đồng thời hứa hẹn sẽ nhanh chóng thương mại hóa sản phẩm và dẫn đầu thị trường về mức giá phải chăng.
Đại diện công ty cho biết, tận dụng muối có thể giúp giảm bớt chi phí và khó khăn trong việc tìm nguồn cung cấp lithium - hiện đang ngày càng khan hiếm và không đảm bảo vấn đề môi trường, sức khỏe.
Giống như pin lithium cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh, máy tính xách tay và đa số các sản phẩm công nghệ hiện đại ngày nay, pin natri cũng vận hành tương tự bằng cách đưa các ion giữa hai điện cực khi thiết bị được sạc và xả.
Pin natri-ion thương mại của CATL
Để tăng tuổi thọ của pin và loại bỏ tạp chất trong quá trình sử dụng muối natri, các nhà khoa học đã thử nghiệm nhiều phương pháp như tăng lượng muối để pin vận hành lâu hơn, một số khác lại kết hợp các lớp đồng mỏng để tăng hiệu suất của pin.
Đối với vấn đề này, các nhà nghiên cứu pin natri-ion của CATL đã khắc phục bằng cách sử dụng vật liệu carbon cứng và xốp cho cực dương và điều chỉnh cấu trúc của một vật liệu khác có tên là Prussian White để sắp xếp lại các electron. Những thành phần này tạo nên các thành phần quan trọng của pin natri-ion đầu tiên với hiệu suất ấn tượng.
Pin natri-ion hiện có mật độ năng lượng lên tới 160Wh/kg, chưa bằng mật độ được cung cấp bởi pin lithium (285 Wh/kg) nhưng so với các loại pin natri trước đó thì đã được cải thiện hơn. Mặt khác, loại pin này có thể sạc đến 80% công suất chỉ trong 15 phút ở nhiệt độ phòng và có thể lên đến 90% công suất ở nhiệt độ -20 độ C.
Công ty CATL nhận định, pin natri mới rất phù hợp với ngành vận tải, đòi hỏi phải sạc điện nhanh chóng đặc biệt trong môi trường lạnh. Tuy nhiên, với mật độ năng lượng ở mức 160Wh/kg, pin natri-ion trước mắt phù hợp với các loại xe điện, không phù hợp cho vận tải hàng không.
Cùng với pin natri-ion, công ty cũng đã cho ra mắt một loại pin lưu trữ kết hợp. Sản phẩm này kết hợp cả natri-ion và lithium-ion trong một hệ thống, từ đó giúp quản lý dòng năng lượng tốt hơn, khắc phục khuyết điểm mật độ năng lượng thấp của thành phần muối, từ đó tối ưu hóa hiệu suất của nó.
Công ty CATL tuyên bố, loại pin này cũng có thể được điều chỉnh để sử dụng trong việc lưu trữ năng lượng quy mô lớn hơn. Hiện công ty cung cấp pin cho Tesla và có kế hoạch thiết lập một dây chuyền công nghiệp để triển khai pin muối của mình vào năm 2023.