Nguyên mẫu pin của nhóm nghiên cứu DICP. Ảnh: CCTV
Energy Reporters hôm 23/9 đưa tin nhóm nghiên cứu tại Viện Vật lý Hóa học Đại Liên (DICP) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc tạo ra một nguyên mẫu pin sử dụng hợp chất vô cơ natri nhôm hydride (NaAlH4) làm điện cực dương và cerium dihydride làm điện cực âm, cả hai là vật liệu lưu trữ hydro phổ biến trong các ứng dụng năng lượng.
Theo nhóm nghiên cứu, hydride ion (H⁻) là chất mang điện tích đầy hứa hẹn cho thiết bị điện hóa thế hệ tiếp theo nhờ khối lượng thấp và mức độ oxy hóa khử cao. Tuy nhiên, ứng dụng thực tế bị hạn chế do thiếu chất điện giải hiệu quả với độ dẫn hydride ion nhanh, ổn định nhiệt và tương thích điện cực.
Để giải quyết vấn đề trên, nhóm nghiên cứu đứng đầu là giáo sư Ping Chen, trưởng bộ phận năng lượng hydro và vật liệu cao cấp tại DICP, phát triển chất điện giải hydride ion mới có cấu trúc xếp chồng nhiều lớp, trong đó lớp vỏ barium hydride (BaH2) mỏng bao bọc phần lõi cerium trihydride (CeH3). Thiết kế này tận dụng độ dẫn hydride ion cao của CeH3 và độ ổn định của BaH2, cho phép dẫn hydride ion nhanh ở nhiệt độ phòng. Sau đó, các nhà nghiên cứu sử dụng chất điện ly mới để chế tạo nguyên mẫu pin hydride ion có thể sạc lại đầu tiên trên thế giới.
Điện cực dương của pin có dung lượng xả điện ban đầu là 984 milliampe-giờ mỗi gram (mAh/g) ở nhiệt độ phòng và duy trì mức 402 mAh/g sau 20 chu kỳ. Các nhà nghiên cứu xác nhận điện áp của pin đạt 1,9 volt (V) ở cấu hình xếp chồng, đủ để cấp điện cho bóng đèn LED vàng. Theo SCMP, dữ liệu thí nghiệm cho thấy dung lượng của loại pin này cao hơn 6 lần so với một số loại pin lithium-ion thông thường.
Theo nhóm nghiên cứu, pin hydride ion có tiềm năng mạnh mẽ đối với quá trình lưu trữ và chuyển đổi năng lượng sạch nhờ các tính chất có thể điều chỉnh của vật liệu hydride. Công nghệ này dự kiến sẽ đóng vai trò lớn trong những hệ thống lưu trữ điện quy mô lớn, lưu trữ hydro, nguồn điện di động và ứng dụng chuyên biệt.
An Khang (Theo SCMP, Interesting Engineering)
