Pin oxy hóa khử công nghệ Vanadium là gì?
Trong khi các loại pin ở thể rắn như pin Lithium-ion lưu trữ năng lượng bằng điện cực với chất liệu rắn như kim loại, thì pin oxi hóa khử lưu trữ năng lượng với dung dịch điện phân.
Hình 1. Pin oxi hóa khử thông thường bao gồm 2 dung dịch điện phân được chứa trong 2 bể riêng, được lưu thông qua hai vòng lập riêng biệt, được ngăn cách bởi một màng ngăn cách và năng lượng được lưu trữ hóa học trong bể chất điện phân.
Hầu hết các pin oxi hóa khử thông thường sử dụng 2 loại dung dịch điện phân: một làm cực âm và một làm cực dương. Cực âm và cực dương được chứa trong 2 bình chứa khác nhau được tách biệt bởi một màng phân cách, bởi nếu chúng tiếp xúc nhau, pin sẽ bị ngắn mạch dẫn đến hư hỏng và cần phải được thay thế. Đây là những điều thường thấy với pin Lithium-ion; tuy nhiên màng phân cách này sẽ suy mòn theo thời gian. Nhưng sự trao đổi điện tích giữa cực âm và cực dương sinh ra dòng điện không bị suy giảm, mang lại chu kỳ sử dụng lâu hơn và đáp ứng thời gian nhanh hơn.
Trong khi pin Lithium-ion sử dụng tốt đối với thiết bị cầm tay, điện thoại di động, laptop… Pin oxi hóa khử có thể lưu trữ năng lượng trong thời gian dài (4 tiếng hoặc hơn), và kéo dài lên đến hàng thập kỷ trước khi phải đổi mới. Điều này làm cho chúng tốt để cung cấp năng lượng cho các ứng dụng lưới điện lớn, khu quân sự, trung tâm dữ liệu, lưới điện siêu nhỏ (microgrid) và các dự án lưới điện độc lập (off-grid) mà bị giới hạn về không gian.
Hình 2. Quá trình oxi hóa khử. Nguồn: ESS
Các nhà sản xuất pin oxi hóa khử đề xuất nhiều loại hóa chất bao gồm Vanadium, sắt crom, kẽm crom, kẽm sắt và nhiều hơn. Pin oxi hóa khử có thể là loại oxi hóa khử, loại hybrid hay loại không có màng ngăn.
Loại pin oxy hóa khử bình thường sử dụng các phản ứng khử (thu được electron) và phản ứng oxy hóa (mất electron) khi các electron lưu chuyển trong chất điện phân. Năng lượng được lưu trữ trong chất điện phân, chảy qua pin trong quá trình sạc và xả.
Với loại oxi hóa khử bình thường, năng lượng được lưu trữ hoàn toàn trong dung dịch. Tuy nhiên, với loại Hybrid, năng lượng được lưu trữ một phần trong phần kim loại trong khi sạc.
Trong loại pin oxi hóa khử không màng ngăn, bản thân dung dịch điện phân tự phân tách thành 2 phần khác nhau trong cùng một bình chứa.
Hình 3. Thiết kế của Primus Power sử dụng một bể chứa duy nhất, dòng chảy theo một vòng lập duy nhất và không có màng ngăn và năng lượng được lưu trữ trong một tấm kim loại được mạ trên bề mặt của điện cực titan. Nguồn: Primus Power.
Mặc dù nó phụ thuộc vào chất hóa học, pin oxi hóa khử có xu hướng ít phàn ứng hơn và dễ phân hủy, với không có nguy cơ cháy nổ. Chúng cũng thường có thể được tái chế.
Nhiều chuyên gia dự báo rằng công nghệ pin oxy khử sẽ là đối thủ xứng tầm của Lithium ion trong vòng thập niên tới. Công ty khởi nghiệp VoltStorage có trụ sở tại Đức, đang theo đuổi mục tiêu cung cấp 100% năng lượng tái tạo 24/7 bằng cách phát triển các hệ thống lưu trữ năng lượng thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí, đó chính là công nghệ lưu trữ phù hợp nhất vì nó không yêu cầu bất kỳ vật liệu thô khó khai thác nào hoặc xung đột môi trường đặc biệt có thể tái chế hoàn toàn.
Sưu tầm bởi: ĐĐK – Lithaco
Bài Viết Liên Quan
