Nhiều nước trên thế giới đang thử nghiệm những giải pháp kỳ lạ như pin khí hóa lỏng, pin muối nóng chảy, pin cát… để lưu trữ hiệu quả năng lượng tái tạo.
Theo Guardian, trong khi pin lithium-ion truyền thống đang tiến gần đến giới hạn về kích thước và quy mô, những loại pin thay thế có thể đóng vai trò quan trọng trong khai thác năng lượng sạch mà không cần sử dụng khoáng chất thiết yếu như lithium, cobalt và nickel, gây hại cho môi trường. Khác với pin lithium-ion có số chu kỳ sạc/xả hữu hạn, nhiều công nghệ pin đột phá có thể hoạt động vô thời hạn và tái chế. Các nhà phát triển đã chuyển sang sử dụng một số loại vật liệu để lưu trữ điện tái tạo có sẵn và cung cấp năng lượng cho mọi thứ từ công nghệ đeo trên người đến mạng lưới sưởi và nhà máy.
Pin khí hóa lỏng
Cuối năm ngoái, tại nhà máy than cũ ở Trafford, Anh, chính quyền hạt Greater Manchester khởi công dự án lưu trữ năng lượng Carrington do công ty khởi nghiệp Highview Power phát triển. Mục tiêu của dự án là thu giữ năng lượng tái tạo khi dồi dào và lưu trữ dưới dạng khí lỏng. Dự án Carrington sử dụng năng lượng tái tạo dư thừa để làm lạnh không khí xuống -196 độ C, chuyển thành dạng lỏng có thể tích bằng 1/700. Trạng thái này sẽ được duy trì cho đến khi năng lượng tái tạo khan hiếm và giá thị trường bắt đầu tăng. Sau đó, chất lỏng được chuyển trở lại dạng khí, quá trình giãn nở nhanh chóng làm quay turbine phát điện mà không tạo ra khí thải.
Dự án vấp phải một số trì hoãn nhưng khi đi vào hoạt động cuối năm nay, nó sẽ cung cấp 300 MWh lưu trữ và sản lượng 50 MW trong 6 giờ, đủ để cung cấp năng lượng sạch cho 500.000 ngôi nhà.
Pin muối nóng chảy
Trên sa mạc ở bang Nevada, Mỹ, 10.000 tấm pin mặt trời tạo ra điện cho dự án Crescent Dunes. Trong 10 năm qua, dự án này khai thác sức mạnh của Mặt Trời để làm nóng hồ chứa kali và natri nitrate đến 560 độ C. Nhiệt độ này có thể được duy trì trong 10 giờ sau khi Mặt Trời lặn trước khi chuyển đổi nhiệt lượng lưu trữ thành điện thông qua sử dụng nhiệt để chạy turbine.
Dự án Crescent Dunes trên sa mạc bang Nevada. Ảnh: Wikipedia
Theo Saur Energy, đầu năm nay, Đan Mạch, quốc gia dẫn đầu thế giới về năng lượng gió, công bố dự án pin muối nóng chảy quy mô lớn 1 GWh, có thể lưu trữ điện sạch trong tối đa hai tuần bằng cách làm nóng muối đến khoảng 600 độ C. Khi cần, muối nóng tuần hoàn qua máy phát điện, tạo ra hơi nước nhiệt độ cao có thể sử dụng trực tiếp trong quá trình công nghiệp. Hệ thống do công ty lưu trữ nhiệt lượng Hyme Energy của Đan Mạch hợp tác phát triển với công ty kỹ thuật Sulzer ở Thụy Sĩ, có thể cung cấp điện cho 100.000 hộ gia đình trong 10 giờ và đạt hiệu suất lên tới 90%.
Pin cát
Tương tự pin muối nóng chảy, cát cũng có thể trở thành giải pháp lưu trữ năng lượng sạch. Tại thị trấn Pornainen ở miền nam Phần Lan, hàng nghìn tấn cát lưu trữ năng lượng dùng để sưởi ấm trường học, thư viện và tòa thị chính, giúp chấm dứt sử dụng dầu trong mạng lưới sưởi ở địa phương và giảm sử dụng vụn gỗ khoảng 60%.
2.000 tấn đá xà phòng nghiền nhỏ được sử dụng trong dự án pin cát ở Pornainen, Phần Lan. Ảnh: Polar Night Energy
Pin cát cao khoảng 13 m và rộng 15 m, dùng khoảng 2.000 tấn đá xà phòng nghiền nhỏ để lưu trữ năng lượng sạch dưới dạng nhiệt, cung cấp 1 MW công suất nhiệt và dung lượng lưu trữ 100 MWh. Pin cát có thể đáp ứng nhu cầu nhiệt của Pornainen trong gần một tháng vào mùa hè và gần một tuần vào mùa đông.
Pin mồ hôi
Theo Green Matters, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học Tokyo phát triển miếng dán mỏng tạo ra điện trực tiếp từ mồ hôi của con người. Nhóm nghiên cứu dẫn đầu là phó giáo sư Isao Shitanda sử dụng một loại mực enzyme độc đáo để thu giữ các hợp chất hóa học, đặc biệt là lactate trong mồ hôi và biến đổi thành năng lượng. Khi mồ hôi tiếp xúc với tế bào nhiên liệu sinh học, enzyme nhúng trong miếng dán kích hoạt phản ứng sinh hóa, giải phóng electron, cung cấp năng lượng cho cảm biến trên thiết bị đeo, loại bỏ nhu cầu dùng pin phải sạc liên tục.
An Khang tổng hợp