Pin phế liệu tự làm lấy cảm hứng từ thiết kế cổ

Thứ bảy, 19/11/2016 - 10:10

(Dân trí) - Lấy cảm hứng từ một bản thiết kế hàng nghìn năm tuổi và hai trong số các kim loại phế liệu có nhiều nhất ở Mỹ, các nhà khoa học đã phát triển một nguyên mẫu pin mà trong tương lai có thể trở thành một cách lưu trữ năng lượng tái tạo ngoài lưới điện rẻ tiền và dễ tiếp cận.

Pin thép đồng được chế tạo với vật liệu có thể tìm thấy ở bất kỳ bãi phế liệu nào và có thể lưu trữ năng lượng ở các mức độ gần bằng pin axit chì, với các thử nghiệm cho thấy nó có thể chịu được chu kỳ sạc xả trong nhiều năm.

Pin hiện đại chỉ phát triển từ thế kỷ 19, nhưng một số người tin rằng công nghệ này đã được bắt đầu nghiên cứu sớm nhiều hơn thế. Pin Baghdad đại diện cho một loạt các hiện vật có niên đại từ thế kỷ thứ nhất trước Công nguyên, bao gồm một chiếc bình gốm, một lá đồng và một thanh sắt. Khi các cổ vật được tìm thấy vào năm 1930 còn có dấu vết của một chất có tính axit như rượu hoặc giấm, có thể đã được sử dụng làm chất điện phân của pin.

Nhóm nghiên cứu đã bắt đầu với đồng và thép phế liệu, chất thải kim loại phong phú nhất và thứ ba ở Mỹ. Sau đó các vật liệu đã được anốt hóa sử dụng các hóa chất gia dụng thông thường, theo cách thường được sử dụng để phủ lên nhôm một lớp oxit trang trí hoặc bảo vệ.

Nhưng trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nó sắp xếp lại các bề mặt của kim loại phế liệu thành các mạng lưới oxit kim loại kích thước nano, có khả năng lưu trữ và giải phóng năng lượng khi kết hợp với một chất điện phân hydroxit kali dựa trên nước, có thêm tác dụng chống cháy.

Đưa những khả năng này vào thử nghiệm, nhóm nghiên cứu thấy rằng pin phát ra điện áp tế bào lên đến 1,8V, mật độ năng lượng lên đến 20Wh/kg và mật độ công suất điện lên đến 20kW/kg. Nó cũng đạt 5.000 chu kỳ sạc liên tục, tương đương khoảng 13 năm sạc và xả hàng ngày, và nó vẫn giữ lại được nhiều hơn 90% công suất ban đầu của nó.

Thay vì thương mại hóa sáng chế mới, nhóm nghiên cứu khẳng định mục tiêu của họ là làm cho các phương pháp tiếp cận phế liệu kim loại tự làm sẵn sàng cho đại chúng cần những cách rẻ tiền để lưu trữ năng lượng. Cuối cùng, họ hiện đang có kế hoạch xây dựng một nguyên mẫu kích thước thực có thể được sử dụng trong một ngôi nhà thông minh tiết kiệm năng lượng và trong tương lai là kế hoạch cung cấp hướng dẫn rõ ràng để cho những người khác cũng làm được như vậy.

N.K.L-NASATI (Theo newatlas)