Đã từ lâu việc phát triển những viên pin có khả năng thương mại từ những vật liệu rẻ và thông dụng đã là mục tiêu nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Mới đây, các nhà nghiên cứu đến từ đại học Stanford đã giới thiệu một loại pin Aluminum-ion mới, sử dụng chất điện giải ure, thành phần chính thứ hai trong nước tiểu (sau ..nước).
Đây không phải lần đầu tiên nước tiểu được sử dụng để tạo ra năng lượng. Trước đó các nhà nghiên cứu tại đại học University of Bath đã tạo ra pin nhiên liệu vi sinh chạy bằng nước tiểu của con người. Còn các nhà nghiên cứu tại West Engliand đã xây dựng một bồn vệ sinh cho phép chuyển đồi trực tiếp nước tiểu thành điện năng.
Viên pin ở đây được thiết kế để lưu trữ điện năng từ những nguồn năng lượng tái sinh, như sức gió và năng lượng mặt trời. Phiên bản đầu tiên của loại pin này đã được giới thiệu vào năm 2015 bởi giáo sư Hongjie Dai và các học trò của mình. Trong phiên bản đầu tiên, hợp chất hóa học với tên gọi EMIC (1-ethyl-3-methylimidazolium chloride) được sử dụng như thành phần điện giải chính. Tuy nhiên EMIC rất đắt, buộc các nhà nghiên cứu phải tìm kiếm một giải pháp khác, và đó là lý do viên pin mới ra đời.
Ưu thế của loại pin mới
Về thiết kế, viên pin mới không có nhiều sự khác biệt, ngoại trừ việc sử dụng ure thay cho EMIC với chi phí thấp hơn 100 lần và có khả năng thương mại hóa cao. Về mật độ năng lượng, viên pin mới chỉ bằng 1/2 so với pin lithium-ion vốn rất phổ biến trên thị trường. Tuy nhiên ưu điểm của loại pin mới nằm ở hệ số nạp-xả cao (high charge-discharge rate), không cháy, thời gian xạc đầy chỉ khoảng 45 phút. Do giá thành rất rẻ nên loại pin này có thể dễ dàng mở rộng quy mô để sử dụng trong điện lưới. Hiệu suất Coulom (Coulombic efficiency) của loại pin này là 99.7%. Hệ số này được đo lường bằng lượng nạp sau chia cho lượng nạp ban đầu. Hệ số càng cao thì cho thấy tuổi thọ của pin sẽ càng lâu. Thông thường để thương mại hóa, những viên pin sử dụng trong điện lưới sẽ cần tuổi thọ khoảng 10 năm.
Hiện tại nhóm nghiên cứu vẫn đang tiến hành thí nghiệm thêm về khả năng nạp, xả của loại pin này, nhưng chi phí thấp là ưu điểm vượt trội của chúng tính đến thời điểm hiện tại.
Công trình của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên Proceedings of the National Academy of Sciences.
[divider]
Biên dịch: Trungmaster, theo Newatlas
