Thiết bị lưu trữ chỉ cần 20 giây sạc

Một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học- Công nghệ cải tiến Hàn Quốc (KAIST) đã phát triển một thiết bị lưu trữ năng lượng lai mới có thể được sạc trong vòng chưa đầy nửa phút (ảnh).

Đặc biệt, nó sử dụng dung dịch nước thay vì dung môi hữu cơ dễ cháy, vì vậy nó vừa thân thiện với môi trường vừa an toàn. Nó tăng cường tính năng sạc với mật độ năng lượng cao nên thích hợp cho các thiết bị điện tử di động.

GS. Jeung Ku Kang và nhóm của ông đã phát triển bộ lưu trữ năng lượng lai này với mật độ điện năng và năng lượng cao cùng với chu kỳ hoạt động dài bằng cách lắp ráp các anốt (cực dương) chuỗi polymer giống như sợi và catốt (cực âm) ôxít kim loại dạng nano trên graphene.

Các thiết bị lưu trữ năng lượng điện phân thông thường có giới hạn sạc và mật độ năng lượng cao do điện áp thúc đẩy thấp và thiếu các vật liệu cực dương. Năng lực của thiết bị lưu trữ năng lượng được xác định bởi 2 điện cực và sự cân bằng giữa cực âm và cực dương dẫn đến sự ổn định cao. Nhìn chung, 2 điện cực cho thấy sự khác biệt về tính chất điện và sự khác biệt trong quy trình cơ chế lưu trữ ion, dẫn đến sự lưu trữ và ổn định kém do mất cân bằng.

Nhóm nghiên cứu đưa ra cấu trúc và vật liệu mới để tạo điều kiện thuận lợi cho tốc độ trao đổi năng lượng nhanh trên bề mặt của các điện cực và giảm thiểu tổn thất năng lượng giữa 2 điện cực.

Thiết bị phát triển có thể được sạc trong vòng 20- 30 giây bằng cách sử dụng một hệ thống sạc pin năng lượng thấp, chẳng hạn như bộ sạc chuyển mạch USB hoặc pin quang điện linh hoạt. Thiết bị năng lượng lai nước cho thấy mật độ năng lượng cao gấp 100 lần so với các loại nước dung môi thông thường và có thể được nạp lại nhanh chóng. Hơn nữa, thiết bị cho thấy sự ổn định cao với công suất duy trì ở mức 100% với điện thế sạc cao/dòng điện xả.

GS. Kang cho biết: “Công nghệ thân thiện với môi trường này có thể được sản xuất dễ dàng và có tính ứng dụng cao, đặc biệt là công suất và tính ổn định cao so với các công nghệ hiện có, có thể đóng góp vào việc thương mại hóa các tụ điện dung dịch nước. Thiết bị có thể được sạc nhanh chóng sử dụng hệ thống sạc điện năng thấp và do đó có thể được ứng dụng cho thiết bị điện tử di động”.

HẢI HUỲNH (nguồn: Physorg)