“Acquy đông-tan” giúp tích trữ điện theo mùa

Acquy muối nóng chảy đánh dấu bước tiến tới việc tích trữ điện theo mùa ở quy mô lưới điện

Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNLL, bang Washington, Mỹ) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ (DOE) đã tạo ra một loại acquy được thiết kế cho lưới điện có thể khóa năng lượng trong nhiều tháng mà không bị thất thoát nhiều dung lượng tích trữ.

Việc phát triển “acquy đông-tan” đóng băng năng lượng để sử dụng sau này là một bước tiến tới loại acquy có thể được sử dụng để tích trữ điện theo mùa, chẳng hạn tích trữ vào mùa xuân và sử dụng vào mùa thu.

Nguyên mẫu này nhỏ, chỉ bằng kích thước của một quả bóng khúc côn cầu (dày 25mm, đường kính 76mm) nhưng tiềm năng hữu ích của khoa học đằng sau thiết bị này là rất lớn, báo trước một thời đại khi mà năng lượng từ các nguồn gián đoạn, chẳng hạn như nắng và gió, có thể được tích trữ trong một thời gian dài. 

Imre Gyuk, Giám đốc bộ phận Tích trữ điện tại Văn phòng Điện lực của DOE, đơn vị tài trợ cho công trình này cho biết: “Các công nghệ tích trữ điện lâu dài hơn rất quan trọng để tăng độ dẻo dai của lưới điện khi tích hợp một lượng lớn năng lượng tái tạo. Nghiên cứu này đánh dấu một bước quan trọng tiến tới giải pháp tích trữ điện bằng acquy theo mùa giúp khắc phục những hạn chế về khả năng tự xả của các công nghệ acquy hiện nay”.

Khai thác và đóng gói năng lượng của thiên nhiên

Một acquy quy mô lưới điện thời lượng dài có thể sử dụng năng lượng được tích trữ trong mùa xuân để làm mát một ngôi nhà vào một ngày hè nóng nực (Ảnh st)

Các nguồn tái tạo giảm và tăng theo chu kỳ của tự nhiên. Điều đó gây khó khăn cho việc đưa chúng vào một dòng điện ổn định và đáng tin cậy. Ví dụ, vào mùa xuân ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương, các con sông đầy ắp nước do các đập thủy điện xả nước đến mức tối đa ngay khi gió thổi dữ dội xuống Hẻm núi Columbia. Tất cả điện năng đó phải được khai thác ngay lập tức hoặc chỉ tích trữ được tối đa trong vài ngày.

Các nhà điều hành lưới điện rất thích khai thác năng lượng vào mùa xuân, tích trữ nó trong các acquy lớn, sau đó xả vào cuối năm khi gió trong khu vực thổi yếu, sông ít nước và nhu cầu điện cao nhất.

Các acquy này cũng sẽ nâng cao khả năng của các công ty điện lực trong việc chống lại sự cố mất điện trong các cơn bão nghiêm trọng, giúp cung cấp một lượng điện lớn vào lưới điện sau một trận cuồng phong, cháy rừng hoặc thiên tai khác.

Đầu tiên, acquy này được sạc bằng cách đốt nóng lên đến 180°C cho phép các ion đi qua chất lỏng điện phân để tạo ra hóa năng. Sau đó, acquy này được làm nguội về nhiệt độ phòng, về cơ bản là khóa năng lượng trong acquy. Chất điện phân hóa rắn và các ion mang điện gần như đứng yên. Khi cần điện, acquy sẽ được làm nóng lại và dòng điện lại chảy.

Hiện tượng đông-tan có thể xảy ra vì chất điện phân của acquy là muối nóng chảy - một chất có họ hàng phân tử với muối ăn thông thường. Vật liệu này là chất lỏng ở nhiệt độ cao hơn nhưng là chất rắn ở nhiệt độ phòng.

Khái niệm đông-tan tránh được một vấn đề rắc rối quen thuộc với bất kỳ ai đã để xe của họ không sử dụng quá lâu: acquy tự xả khi nó không hoạt động. Tốc độ xả nhanh giống như tốc độ xả của acquy trong hầu hết các ô tô hoặc máy tính xách tay sẽ cản trở acquy lưới điện được thiết kế để tích trữ điện trong nhiều tháng. Đáng chú ý là acquy đông-tan PNNL này vẫn giữ được 92% dung lượng trong 12 tuần.

Battelle, công ty vận hành PNNL, đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế về công nghệ này. 

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “ecmweb”, tháng 8/2022