Lưu trữ năng lượng bằng Pin Lithium – Ion sẽ là chìa khóa diệu kỳ giải quyết vấn đề điện mặt trời ở Việt Nam
Pin Lithium – ion công nghệ đột phá làm thay đổi thế giới :
Còn nhớ vào ngày 9 tháng 10 năm 2019 trên cổng thông tin chính thức từ Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã quyết định trao Giải Nobel Hóa học 2019 cho 3 nhà khoa học tài năng đến từ Hoa Kỳ và Nhật Bản gồm : John B. Goodenough Đại học Texas ở Austin, Hoa Kỳ, M. Stanley Whittingham Đại học Binghamton, Đại học Bang New York, Hoa Kỳ, Akira Yoshino Asahi Kasei Corporation, Tokyo, Japan Meijo University, Nagoya, Japan vì lý do :
“Cho sự phát triển của pin lithium-ion”
Thông cáo ghi rõ : Họ đã tạo ra một thế giới có thể sạc lại :
(Tham khảo thông cáo báo chí của Viện Hàn Lâm khoa học Hoàng Gia Thụy Điển Tại đây )
Giải Nobel Hóa học 2019 trao thưởng cho sự phát triển của pin lithium-ion. Loại pin nhẹ, có thể sạc lại và mạnh mẽ này hiện được sử dụng trong mọi thứ, từ điện thoại di động đến máy tính xách tay và xe điện. Nó cũng có thể lưu trữ một lượng đáng kể năng lượng từ năng lượng mặt trời và năng lượng gió, tạo nên một xã hội không sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Pin Lithium-ion được sử dụng trên toàn cầu để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử di động mà chúng ta sử dụng để liên lạc, làm việc, học tập, nghe nhạc và tìm kiếm kiến thức. Pin Lithiumion cũng đã cho phép phát triển ô tô điện tầm xa và lưu trữ năng lượng từ các nguồn tái tạo, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Nền tảng của pin lithium-ion xuất phát từ cuộc khủng hoảng dầu mỏ vào những năm 1970. Stanley Whittingham đã làm việc để phát triển các phương pháp có thể dẫn đến công nghệ năng lượng không sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Ông bắt đầu nghiên cứu về chất siêu dẫn và phát hiện ra một vật liệu cực kỳ giàu năng lượng, mà ông đã sử dụng để tạo ra một cực âm sáng tạo trong pin lithium.
Vật liệu này được làm từ Titan đisunfua (titanium disulphide), ở cấp độ phân tử, có các khoảng trống có thể chứa các ion liti.
Cực dương của pin được làm một phần từ lithium kim loại, có tác dụng giải phóng electron mạnh mẽ. Điều này dẫn đến một loại pin có tiềm năng rất lớn, chỉ hơn hai (2) vôn. Tuy nhiên, liti kim loại có phản ứng và pin dễ nổ nên không thể sử dụng được.
John Goodenough dự đoán rằng cực âm sẽ có tiềm năng lớn hơn nữa nếu nó được sản xuất bằng cách sử dụng oxit kim loại thay vì sunfua kim loại. Sau một cuộc tìm kiếm có hệ thống, vào năm 1980, ông đã chứng minh rằng oxit coban (cobalt oxide) với các ion liti (lithium ions) xen kẽ có thể tạo ra tới 4 vôn. Đây là một bước đột phá quan trọng và sẽ dẫn đến những loại pin mạnh hơn nhiều.
Với cực âm của Goodenough làm cơ sở, Akira Yoshino đã tạo ra pin lithium-ion khả thi về mặt thương mại đầu tiên vào năm 1985. Thay vì sử dụng lithium phản ứng trong cực dương, ông đã sử dụng than cốc, một vật liệu carbon, giống như oxit coban của catốt, có thể xen kẽ các ion lithium
Kết quả là một viên pin nhẹ, bền, có thể được sạc hàng trăm lần trước khi hiệu suất của nó giảm sút. Ưu điểm của pin lithium-ion là chúng không dựa trên các phản ứng hóa học phá vỡ các điện cực, mà dựa trên các ion lithium chảy qua lại giữa cực dương và cực âm.
Pin Lithium-ion đã cách mạng hóa cuộc sống của chúng ta kể từ lần đầu tiên có mặt trên thị trường vào năm 1991. Chúng đã đặt nền móng cho một xã hội không dây, không sử dụng nhiên liệu hóa thạch và mang lại lợi ích lớn nhất cho nhân loại.
Riêng trong lĩnh vực năng lượng tái tạo Pin Lithium-ion sẽ là chìa khóa để khắc phục nhược điểm của năng lượng mặt trời và điện gió là tính bất ổn, bằng khả năng lưu trữ dường như không giới hạn của nó sẽ giúp điện mặt trời và điện gió sẳn có bất kể ngày đêm.
Điều gì đang xảy ra với điện mặt trời (và sắp tới có lẽ là điện gió) của Việt nam :
Việt Nam đang gặp vấn đề vì điện mặt trời phát triển quá nhanh và không phân tán mà tập trung quá nhiều ở Ninh Thuận; Bình Thuận và các Tỉnh Tây Nguyên trong thời gian qua dẫn đến điện năng phát lên lưới quá nhiều vào buổi trưa trong khi thời gian này lượng điện năng tiêu thụ bị sụt giảm mạnh vì ảnh hưởng đại dịch covid Vũ Hán gây khó khăn cho việc điều độ lưới điện và truyền tải điện. Để ổn định lưới điện vì điện dư sử dụng không hết (chỉ dư vào buổi trưa) EVN phải chọn giải pháp cắt bỏ bớt điện mặt trời gây lãng phí rất lớn. Với công nghệ lưu trữ năng lượng bằng Pin Lithium – ion hiện nay dư sức để hấp thu lượng điện dư thừa ban ngày này và phát lên lưới vào những giờ cao điểm buổi tối (từ 17g đến 20 giờ) như nhiều nước đã làm và thành công.
Ngoài công nghệ được chứng minh thì một lợi thế vượt trội của giải pháp nhà máy lưu trữ năng lượng bằng pin Lithium – ion là thời gian sản xuất và lắp đặt rất nhanh, minh chứng hùng hồn nhất là Nhà máy 100 MW ở Nam Úc của Tesla sản xuất và lắp đặt chưa đây 100 ngày, trước đó Elon Musk vị CEO của Tesla từng gây ồn ào bằng tuyên bố “Tesla sẽ cài đặt hệ thống và hoạt động trong 100 ngày kể từ ngày ký hợp đồng hoặc miễn phí” và Musk đã làm được.
(tham khảo vụ đặt cược nổi tiếng 2017 tại đây :
Tesla’s Musk offers to fix South Australia’s power crisis in 100 days
Nhà máy lưu trữ năng lượng bằng Pin Lithium – Ion của Tesla đã gây kinh ngạc cho thế giới như thế nào :
Câu chuyện xảy ra tại bang Victoria nước Úc vào năm 2017 khi nhà máy điện Loy Yang của bang Victoria này đã gặp phải sự cố mất điện và gần như ngay lập tức, nhà máy pin dự phòng khổng lồ của Elon Musk đã đưa vào mạng lưới điện quốc gia hơn 100 megawatt điện để khắc phục sự cố. Điều làm cả thế giới kinh ngạc là thời gian nó phát điện lên lưới để khắc phục sự cố mất điện chỉ trong hơn 2 giây (chính xác là 140 mili giây) trong khi các nhà máy điện truyền thống phải mất cả tiếng đồng hồ để khắc phục sự cố.
Bộ trưởng năng lượng khi đó của Úc, ông Tom Koutsantonis đã phát biểu với đài phát thanh 5AA: “Đó là một kỷ lục, chúng tôi thực sự bị sốc vì tốc độ quá nhanh mà loại năng lượng này đã được sử dụng để khắc phục tình trạng mất điện trên diện rộng”.
Đừng than khóc và trách móc mà hãy vận dụng công nghệ tuyệt vời của nhân loại để giải quyết vấn đề của mình :
Điện mặt trời phát triển là một xu hướng không thể đảo ngược. Tất cả các quốc gia trên thế giới đều hành động, hơn 9 GW tăng thêm vừa qua phát triển quá nhanh là rất tốt. Chỉ hơi rất tiếc một chút là quy hoạch chưa chuẩn bị đầy đủ cho kịch bản truyền tải điện từ những vùng có điện mặt trời nhiều nhưng lại sử dụng điện ít đến những nơi sử dụng điện nhiều như Tp.Hồ Chí Minh, Bình Dương, Đồng Nai, Nha Trang, Vũng Tàu, Long An… chưa chuẩn bị kịch bản xây dựng nhà máy lưu trữ năng lượng để trữ lại lượng điện năng dư vào ban ngày và sử dụng chúng ban đêm như bài học thành công của nước Úc.
Thay vì tìm kiếm lý do để phản đối điện mặt trời thì Việt Nam nên tuyên truyền và khuyến khích điện mặt trời mái nhà (điện mặt trời phân tán mà hàng loạt các quốc gia đi trước đều làm) kết hợp giải pháp lưu trữ năng lượng, mà điển hình là công nghệ lưu trữ năng lượng bằng pin Lithium – ion để điện mặt trời luôn sẳn có bất kể ngày đêm. Bằng cách này vừa huy động được sức dân để khỏi phải vay vốn để làm các nhà máy nhiệt điện than mịt mù khói bụi, và vừa góp phần giảm phát thải CO2 để bảo vệ hành tinh đã quá ô nhiễm này.
Giải pháp lưu trữ năng lượng kết hợp điện gió và điện mặt trời là chìa khóa diệu kỳ cho Việt Nam nói không với nhiệt điện than không phải tương lai mà nó là hiện tại.
TĐN – LITHACO
Tham khảo thêm :
Press release: The Nobel Prize in Chemistry 2019
Tesla’s Musk offers to fix South Australia’s power crisis in 100 days
Bài Viết Liên Quan
