Sáng chế mới: Pin mặt trời đôi giúp lưu trữ và tái tạo năng lượng hiệu quả

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Wisconsin-Madison mới đây đã giới thiệu 1 loại pin năng lượng mặt trời dạng lỏng có khả năng lưu trữ và tái phân phối dòng điện Mặt trời chỉ trong 1 thiết bị.

Thiết bị mới được làm từ pin mặt trời silicon kết hợp với các vật liệu tiên tiến được tích hợp các thành phần hóa học tối ưu. Loại pin mặt trời dạng lỏng này được phát triển bởi phòng thí nghiệm Song Jin thuộc khoa hóa học của Đại học Wisconsin-Madison kết hợp với phòng thí nghiệm của các nhà nghiên cứu đến từ Đại học New South Wales và Đại học Sydney (Úc), Đại học Bang Utah (Mỹ), Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (Ả Rập Saudi) và Đại học Thành phố Hồng Kông.

Loại pin Mặt trời này của nhóm nghiên cứu đạt được hiệu suất kỷ lục mới là 20%. Kỷ lục này đã giúp sáng chế mới vượt mặt hầu hết các loại pin mặt trời silicon có sẵn trên thị trường hiện nay và có hiệu quả cao hơn 40% so với loại pin mặt trời lỏng được phát triển gần đây nhất tại cùng phòng thí nghiệm.

Để tạo ra loại pin mới, nhóm nghiên cứu đã kết hợp một số công nghệ sẵn có, bao gồm một pin Mặt trời silicon/perovskite kết hợp với pin lỏng oxi hóa khử. Kết hợp hai nguyên liệu này với nhau, các nhà khoa học đã tạo ra một pin Mặt trời đôi có hiệu quả vượt trội có thể thu được nhiều bước sóng ánh sáng khác nhau.

Tuy nhiên, chúng ta không thể thu được ánh sáng Mặt trời cả ngày, nên việc lưu trữ hiệu quả chính là chìa khóa giúp tiết kiệm nguồn năng lượng này. Trên thực tế, nhiều hệ thống nhà ở Mặt trời sử dụng pin chì-axit hoặc lithium-ion để lưu trữ điện. So với các loại pin này, pin lỏng là giải pháp ít tốn kém hơn hẳn nếu sử dụng ở quy mô lớn, nó sẽ trở thành phương án lưu trữ lý tưởng nhất với pin mặt trời.

Để lưu trữ nguồn năng lượng mặt trời thu được, các nhà nghiên cứu tận dụng các lợi thế của pin lỏng. Thông thường, pin lỏng sẽ có hai loại chất lỏng khác nhau được chứa trong hai buồng chứa riêng biệt đóng vai trò như chất điện giải. Dòng điện từ pin mặt trời khi tiếp xúc sẽ nạp xung điện vào một trong hai chất lỏng và ở yên trong đó. Khi cần giải phóng năng lượng, hai chất này sẽ tương tác với nhau trong một buồng chứa ở giữa, tạo ra phản ứng hóa học sản sinh điện. Hiệu suất cao nhất được ghi nhận là 20%, có thể được duy trì trong hàng trăm giờ đồng hồ và chu kỳ nạp-phóng điện.

Các nhà nghiên cứu thuộc phòng thí nghiệm Jin đang lên kế hoạch phát triển tiếp sản phẩm này nhằm nâng cao hiệu suất, giảm chi phí sản xuất và đưa thiết bị vào sử dụng trên quy mô lớn.

Theo Tạp chí Sở hữu trí tuệ & Sáng tạo