Công ty năng lượng FlexBase của Thụy Sĩ hiện đang đào một hố sâu 27 mét, kích thước lớn tại Laufenburg, bang Aargau, phía bắc Thụy Sĩ, để lắp đặt hệ thống pin dòng chảy oxy hóa khử đầu tiên của nước này và được cho là hệ thống mạnh nhất thế giới thuộc loại này.

Hệ thống pin này dùng để lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa, có thể bơm hoặc hấp thụ tới 1,2 GWh điện năng chỉ trong vài mili giây. Con số này tương đương với sản lượng của nhà máy điện hạt nhân Leibstadt cũng ở bang Aargau, gần biên giới với Đức.

FlexBase hy vọng sẽ đưa hệ thống pin khổng lồ vào hoạt động năm 2029. Hệ thống pin dòng chảy oxy hóa khử này sẽ là một phần của khu phức hợp công nghệ Laufenburg rộng khoảng 20.000m² trong tương lai, nơi có cả trung tâm dữ liệu, phòng thí nghiệm và văn phòng.

Pin dòng chảy oxy hóa khử, về lý thuyết có từ năm 1879, được hiện đại hóa thông qua các nghiên cứu của NASA từ những năm 1950-1970. Sau đó, pin này bị lu mờ bởi pin lithium-ion nhỏ gọn, linh hoạt hơn. Nhưng pin lithium-ion chủ yếu phù hợp cho lưu trữ năng lượng ngắn hạn. Còn pin dòng chảy oxy hóa khử là lựa chọn tốt hơn cho lưu trữ dài hạn ở quy mô lưới điện.

Không giống như pin lithium-ion lưu trữ năng lượng trong các điện cực rắn, pin dòng chảy oxy hóa khử lưu trữ năng lượng trong chất điện phân dạng lỏng, không dễ cháy, được chứa trong các bể lớn. Điều này giúp pin dòng chảy oxy hóa khử tiết kiệm tài nguyên, thân thiện hơn với môi trường.

Pin dòng chảy hoạt động bằng cách bơm chất điện phân từ các bể lớn qua một khu trung tâm có màng ngăn cách. Khi chất lỏng đi qua màng ngăn, các ion di chuyển giữa hai phía để sạc hoặc xả năng lượng. Khi pin sạc, các ion di chuyển qua màng từ cực dương sang cực âm, làm thay đổi trạng thái oxy hóa và lưu trữ năng lượng. Khi pin xả, phản ứng xảy ra ngược lại.

Hệ thống được sạc bằng nguồn điện tái tạo dư thừa, chủ yếu là điện mặt trời và điện gió, sau đó cung cấp điện năng trở lại cho lưới điện vào giờ cao điểm. Các thành phần cần thiết cho pin này, như bể chứa, màng ngăn, cụm pin, máy bơm, đã rẻ hơn khi ngành công nghiệp này phát triển trong những năm gần đây.

Loại pin này có tuổi thọ rất dài, khiến chúng trở thành giải pháp lưu trữ năng lượng dài hạn cho quy mô lớn. Hệ thống này tích trữ điện năng từ điện mặt trời và điện gió dư thừa dưới dạng năng lượng hóa học, sau đó chuyển đổi năng lượng hóa học được lưu trữ trở lại thành điện năng thông qua các cụm pin khi nhu cầu điện cao điểm.

Pin dòng chảy đang xây dựng tại Thụy Sĩ, nhằm góp phần ổn định lưới điện của quốc gia này vào thời điểm nhu cầu biến động. Hệ thống pin này, bên cạnh việc giúp giảm nguy cơ mất điện, còn có thể đáp ứng nhu cầu điện từ các trung tâm dữ liệu sử dụng trí tuệ nhân tạo ở địa phương, vốn cần nguồn điện liên tục để hoạt động nhưng điện gió và điện mặt trời thường không ổn định.

Pin dòng chảy oxy hóa khử của Thụy Sĩ có dung lượng 2,1 GWh, ước tính đủ để cung cấp điện cho 210.000 gia đình trong 24 giờ. Dự án của Thụy Sĩ được cho là sẽ vượt xa dự án Xinhua Ushi 700 MWh của Trung Quốc, hiện là pin dòng chảy oxy hóa khử lớn nhất thế giới đang hoạt động.