Nhóm nghiên cứu tại Đại học Adelaide, Australia phát triển phiên bản mới của pin kẽm-iodine, có thể cung cấp hiệu suất cao gấp đôi so với pin lithium-ion hiện nay, với chi phí thấp hơn. Các nhà nghiên cứu tạo ra một loại điện cực mới cho pin kẽm-iodine.
Không giống như phương pháp thông thường là trộn iodine với chất lỏng, quy trình mới này sử dụng bột khô, cán thành các điện cực rắn, dày. Một lượng nhỏ hóa chất có tên là 1,3,5-trioxane cũng được thêm vào chất điện phân của pin.
Trong quá trình sạc, hóa chất này tạo thành lớp bảo vệ trên bề mặt kẽm bên trong pin. Lớp bảo vệ này ngăn không cho các cấu trúc nhỏ, sắc nhọn, gọi là dendrite, phát triển trên kẽm. Các dendrite có thể đâm thủng pin, khiến pin bị đoản mạch. Bằng cách ngăn chặn vấn đề này, thiết kế mới giúp pin sử dụng lâu hơn, an toàn hơn.
Pin kẽm- iodine được biết đến là an toàn, giá cả phải chăng, tốt hơn cho môi trường so với pin lithium-ion. Nhưng cho đến nay, chúng vẫn còn các hạn chế. Thiết kế mới đã thay đổi điều đó. Nhóm nghiên cứu đã đóng gói hơn 100 miligram vật liệu hoạt động vào mỗi centimet vuông của pin, lập kỷ lục mới.
Họ cho thấy pin dạng túi của họ vẫn giữ được 88,6% dung lượng sau 750 chu kỳ sạc, và các phiên bản pin dạng đồng xu nhỏ hơn giữ được gần 99,8% dung lượng sau 500 chu kỳ sạc. Họ giải thích rằng điều này có thể thực hiện được là nhờ điện cực khô mới và lớp kẽm bảo vệ.
Điều khiến sự phát triển này trở nên hứa hẹn là nó có thể mở đường cho các loại pin rẻ hơn, bền hơn để lưu trữ năng lượng tái tạo từ năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Các điện cực khô không rò rỉ iodine như các thiết kế cũ và chúng ổn định hơn về tổng thể.
Nhóm nghiên cứu hiện có kế hoạch phát triển công nghệ này hơn nữa. Bằng cách sử dụng vật liệu nhẹ hơn và cắt giảm lượng chất lỏng dư thừa bên trong pin, họ tin rằng có thể tăng gấp đôi khả năng lưu trữ năng lượng của pin từ 45 lên khoảng 90 watt-giờ trên một kilogram. Họ cũng hy vọng áp dụng phương pháp điện cực khô cho các loại pin khác, bao gồm cả loại sử dụng brom.
Các nhà nghiên cứu tin rằng, đây có thể là bước ngoặt đối với các hệ thống năng lượng lớn như lưới điện và lưới điện siêu nhỏ từ xa. Tiến bộ thú vị này đưa chúng ta tiến gần hơn đến khả năng lưu trữ năng lượng an toàn hơn, giá cả phải chăng hơn cho một tương lai xanh hơn.
