Ắc quy ion florua với mật độ lưu trữ năng lượng cao, hoạt động ở nhiệt độ phòng

09:52' AM - Thứ sáu, 15/03/2019

Ngành công nghiệp ô tô trên thế giới đang bắt đầu dịch chuyển dần từ xe chạy xăng truyền thống sang xe chạy điện. Xe ô tô điện ngày càng trở nên hấp dẫn hơn bởi chúng góp phần làm giảm khí thải nhà kính và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt.

Đối với những nhà sản xuất ô tô, chìa khóa dẫn tới sự dịch chuyển nói trên nằm ở ắc quy. Hiện nay, ắc quy ion liti đang được sử dụng phổ biến trong xe ô tô điện, tuy nhiên giá thành loại ắc quy này còn khá cao, vì vậy nhiều nhà nghiên cứu đang tiếp tục tìm kiếm những loại ắc quy với giá thành thấp hơn và tính năng vận hành tốt hơn. Một trong những loại ắc quy có triển vọng như vậy là ắc quy ion florua.

Về lý thuyết, ắc quy ion florua có thể lưu trữ lượng năng lượng trên thể tích gấp 8 lần ắc quy ion liti. ắc quy ion florua không phải là công nghệ mới, nhưng hiện nay chúng ít được áp dụng trên thực tế. Nguyên nhân là vì ắc quy này tạo ra dòng điện bằng cách dịch chuyển ion florua qua các điện cực nhờ chất điện ly truyền dẫn ion florua. Nhưng đây là những chất điện ly rắn, chúng cần phải được gia nhiệt lên trên 150oC để có thể truyền dẫn những dòng ion lớn, điều này hạn chế nghiêm trọng phạm vi ứng dụng của ắc quy ion florua.

Vừa qua, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ California (Mỹ) và Viện nghiên cứu Honda (Nhật Bản) đã tìm ra một chất điện ly lỏng có khả năng truyền dẫn ion florua. Họ đã trình diễn việc sử dụng chất điện ly này trong ắc quy ion florua có thể nạp lại và hoạt động ở nhiệt độ phòng.

Để tạo ra dung dịch chất điện ly, các nhà khoa học đã tìm cách kết hợp muối florua và dung môi, tạo thành hỗn hợp có khả năng hòa tan tốt, khả năng dẫn ion cao và độ ổn định điện hóa tốt. Nghiên cứu của họ đã dẫn đến neopentyl alkylammonium fluoride và bis(2,2,2-trifluoroethyl)ether, gọi là BTFE.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã sáng chế một catôt kiểu mới, gồm có lõi đồng và vỏ lantan triflorua. Vỏ này ngăn không cho đồng hòa tan và không cho BTFE phân hủy, trong khi đó cho phép các ion florua khuếch tán dễ dàng giữa chất điện ly lỏng và lõi đồng. Sự khuếch tán này tạo điều kiện chuyển hóa đồng ngược trở lại thành florua đồng trong các chu kỳ nạp-phóng điện.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm ắc quy với những thành phần nêu trên và vận hành chúng ở nhiệt độ phòng.

Theo một chuyên gia về vật liệu lưu trữ năng lượng tại phòng thí nghiệm quốc gia Pacific Northwest (Mỹ), kết quả nói trên đã mở ra những cơ hội mới trong lĩnh vực ắc quy mật độ năng lượng cao.

TN

Theo Chemical & Engineering News, 12/2018

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,