Đột phá lưu trữ năng lượng
Một nhóm nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Kyungbuk (Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology - DGIST) và Trung tâm nghiên cứu hàng đầu khu vực (Regional Leading Research Center - RLRC), Đại học quốc gia Kyungpook, vừa phát triển một siêu tụ điện tự sạc, được thiết kế để lưu trữ năng lượng mặt trời với hiệu suất cao.
Nghiên cứu mang tính đột phá này, được công bố trên tạp chí Energy, cho biết cách nhóm nghiên cứu tăng cường đáng kể hiệu suất của các siêu tụ điện truyền thống, bằng cách tích hợp vật liệu điện cực gốc kim loại chuyển tiếp, họ đã đạt được kết quả ấn tượng về hiệu quả năng lượng.
Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu chế tạo các điện cực bằng vật liệu tổng hợp làm từ carbonate và hydroxide gốc nickel. Bằng cách kết hợp các ion kim loại chuyển tiếp như mangan (Mn), cobalt (Co), đồng (Cu), sắt (Fe), kẽm (Zn), họ đã tăng cả độ dẫn điện và độ ổn định của điện cực.
Những sáng tạo này đã dẫn đến những cải thiện đáng kể về mật độ năng lượng, mật độ công suất, độ ổn định tổng thể của chu kỳ sạc và xả, mở rộng phạm vi của công nghệ lưu trữ năng lượng.
Thành tựu về mật độ năng lượng và công suất
Kết quả nghiên cứu này rất thuyết phục. Thiết bị lưu trữ năng lượng mới có mật độ năng lượng là 35,5 Wh/kg, cao hơn đáng kể so với các con số được báo cáo trong các nghiên cứu trước đó, thường dao động từ 5 - 20 Wh/kg.
Hơn nữa, mật độ công suất đạt được là 2.555,6 W/kg, vượt xa so với các con số từ các nghiên cứu trước đây là khoảng 1.000 W/kg. Các khả năng này cho thấy thiết bị có thể cung cấp công suất cao một cách nhanh chóng, giải phóng năng lượng ngay lập tức, đặc biệt là đối với thiết bị cần công suất đột biến.
Một tính năng quan trọng khác của cải tiến này là độ bền. Thiết bị cho thấy hiệu suất suy giảm tối thiểu trong các chu kỳ sạc và xả, cho thấy khả năng sử dụng lâu dài của thiết bị. Khả năng phục hồi này khiến nó trở thành lựa chọn đầy hứa hẹn cho các ứng dụng thực tế.
Nhóm nghiên cứu cũng phát triển thành công thiết bị mới lưu trữ năng lượng mặt trời, kết hợp siêu tụ điện với pin mặt trời silicon. Sự kết hợp này cho phép hệ thống lưu trữ và sử dụng năng lượng mặt trời theo thời gian thực. Hệ thống này đạt hiệu suất lưu trữ năng lượng là 63%, hiệu suất tổng thể là 5,17%, chứng minh hiệu quả tiềm năng thương mại hóa thiết bị lưu trữ năng lượng.
Nghiên cứu này là thành tựu quan trọng, cho thấy tương lai triển vọng cho việc thương mại hóa các giải pháp lưu trữ năng lượng tự sạc. Công nghệ mới này tăng cường khả năng lưu trữ năng lượng, mở đường cho việc sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả hơn, phù hợp với các nỗ lực toàn cầu nhằm giảm phát thải carbon và thúc đẩy tính bền vững.
