NĂNG LƯỢNG
Trước bối cảnh nhu cầu về năng lượng sạch gia tăng và những tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, giới nghiên cứu đang tích cực phát triển các nguồn năng lượng bền vững cùng công nghệ chuyển đổi năng lượng hiệu suất cao. Trong đó, công nghệ chuyển đổi năng lượng thu hút sự quan tâm đặc biệt cả về mặt học thuật lẫn ứng dụng công nghiệp. Nổi bật là pin nhiên liệu – thiết bị chuyển hóa trực tiếp nhiên liệu thành điện năng nhờ hiệu suất chuyển đổi vượt trội, vận hành đơn giản, phát thải thấp/không chứa chất độc hại, được kỳ vọng trở thành giải pháp năng lượng then chốt trong tương lai.
Việc phát triển chất xúc tác điện hóa (electrocatalyst) giá rẻ, ổn định và hiệu suất cao để đẩy nhanh phản ứng khử oxy (ORR) là bước đột phá quan trọng cho pin nhiên liệu hiện nay. Nỗ lực nghiên cứu tập trung vào thay thế Pt và kim loại quý bằng vật liệu dồi dào, phi quý giá. Graphene (GR) nổi bật với vai trò vật liệu nền nhờ độ bền cơ học vượt trội, độ dẫn điện cao và hoạt tính điện hóa mạnh. Đặc biệt, việc đưa các nguyên tố dị thể như boron (B), nitơ (N), lưu huỳnh (S) vào cấu trúc GR giúp điều chỉnh tính chất hóa học, điện và xúc tác của vật liệu. Sự thay đổi cấu trúc điện tử GR còn tạo ra nhiều vị trí hoạt động điện hóa, cải thiện hiệu suất ORR. Kết quả: Pin nhiên liệu tăng hiệu năng >70%, độ ổn định, tuổi thọ và giảm đáng kể chi phí.
Graphene trong pin
Vật liệu graphene có khả năng kéo dài đáng kể tuổi thọ pin lithium-ion truyền thống, đồng thời cho phép sạc nhanh hơn và dung lượng cao hơn. Đặc biệt, pin ứng dụng graphene có thể trở nên linh hoạt và siêu nhẹ, thậm chí tích hợp vào vải may mặc, mở ra kỷ nguyên thiết bị điện tử đeo được và năng lượng di động đột phá.
Siêu tụ điện graphene
Siêu tụ điện graphene không chỉ cung cấp công suất cao với hiệu suất năng lượng vượt trội so với thiết bị truyền thống mà còn giúp giảm đáng kể trọng lượng ô tô và máy bay nhờ cấu trúc vật liệu siêu nhẹ.
Lưu giữ gió và năng lượng mặt trời
Chúng tôi đang nghiên cứu tiềm năng ứng dụng graphene trong hệ thống lưới điện và lưu trữ năng lượng tái tạo (gió/mặt trời), đồng hành cùng mạng lưới đối tác thương mại không ngừng phát triển.
GIẢI PHÁP TƯƠNG LAI
Bảo vệ các thiết bị
Khi thiết bị sạc, thông thường nhiệt lượng sinh ra do điện trở của vật dẫn. Nhiệt này tạo thành vòng lặp, có thể vượt khỏi tầm kiểm soát và khiến pin bốc cháy.
Tăng cường tốc độ sạc
Để ngăn ngừa cháy nổ, pin trong thiết bị thường sẽ tự điều chỉnh tốc độ sạc, nhưng điều này khiến thời gian sạc kéo dài đáng kể.
Tăng cường tuổi thọ pin
Graphene là vật liệu dẫn điện gần như hoàn hảo, cho phép dòng điện di chuyển không gặp trở ngại. Nhờ đó, quá trình sinh nhiệt trong pin lithium được giảm thiểu đáng kể, đồng thời tốc độ sạc tăng gấp 5 lần và tuổi thọ pin (số chu kỳ sạc) cũng được cải thiện gấp 5 lần.
TIN TỨC MỚI
Công ty con của Strategic Elements phát triển pin sạc tự động từ mực in công nghệ cao
Australian Advanced Materials đang phát triển loại pin mực in có khả năng tự sạc trong vài phút. Các tế bào pin được tạo ra từ loại mực in đặc biệt, có thể tạo điện từ độ ẩm trong không khí hoặc bề mặt da, cho phép tự sạc mà không cần sạc thủ công hoặc kết nối dây điện.
Nguồn: Small Caps, 27/10/2020
Phát triển pin sạc dạng sticker dán, mỏng nhẹ và linh hoạt
Nhóm nghiên cứu liên kết từ KIER, KAIST, PNU và NTU đã phát triển thiết bị lưu trữ năng lượng dạng sticker tái sử dụng với hiệu suất cao. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí uy tín Chemical Engineering Journal.
Nguồn: EurekAlert and AAAS, 14/3/2020
Vietnamese 
English