Pin thế hệ mới sẽ thay thế nhiên liệu hóa thạch

Một trong những công nghệ then chốt có thể giúp con người không còn phải sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong tương lai gần là các loại pin năng lượng có khả năng tích điện từ năng lượng mặt trời hay năng lượng gió. Nếu các loại pin có giá thành rẻ hơn và tích chứa được nhiều năng lượng hơn thì những chiếc ô tô chạy điện hay những tòa nhà thông minh có thể kéo dài thời gian vận hành, ngay cả lúc không có ánh nắng mặt trời hoặc lặng gió. Được coi là đầy triển vọng, nNhững giải pháp này mới được đề cập tại hội nghị về khí hậu do LHQ tổ chức diễn ra ở Paris cuối tháng 11 vừa qua. 

Jay Whitacre, một chuyên gia đồng thời là nhà sáng chế về các loại pin thuộc đại học Carnegie Mellon cho rằng: “Khi suy nghĩ nghiêm túc về việc loại bỏ sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong việc cung cấp điện cho một tòa nhà, một thành phố hay cho cả một quốc gia thì người ta không thể bỏ qua khâu lưu trữ năng lượng”.

Ngay cả cựu phó tổng thống Hoa kỳ Al Gore và người phụ trách hiện nay của tạp chí Science, Marcia McNutt cũng như một số nhân vật khác cũng đều coi những loại pin thế hệ mới là một trong những chìa khóa trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu.  

Pin đã xuất hiện từ trên 200 năm, hiện nay công nghệ mới đã đưa nó lên một bước tiến vượt bậc. Tháng mười vừa qua, một nhóm các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc chế tạo một loại pin có mật độ lưu trữ năng lượng cao gấp mười lần so với các loại pin tốt nhất hiện đang có trên thị trường.

Trước đó, nhà phát minh Whitacre đã giành được giải thưởng trị giá 500.000 đôla vì có thành tích tạo ra một loại pin thân thiện với môi trường. Nhà đầu tư Elon Musk cho hay doanh nghiệp Tesla Motors của ông sẽ tung pin HighTech ra thị trường. Loại pin này có khả năng tích điện ban ngày để người dân có thể dùng vào ban đêm hoặc những ngày trời đầy mây, âm u.

JB Straubel, giám đốc công nghệ và là đồng sáng lập hãng Tesla cho rằng, tốc độ của đổi mới diễn ra một cách nhanh chóng. Chúng tôi hiện đã đạt đến điểm pin có công suất và tuổi thọ tương tự như nhiên liệu hóa thạch.

Tại cơ sở sản xuất khổng lồ Gigafactory ở Nevada, Tesla bắt đầu sản xuất cái gọi là bức tường năng lượng (Powerwalls) phục vụ các tòa nhà. Nhu cầu của  thế giới đối với sản phẩm này lớn đến mức việc sản xuất bức tướng năng lượng không đủ phục vụ nhu cầu. 

Tháng 11 vừa qua, một nhà cung cấp ở Texas tuyên bố sẽ cung cấp miễn phí năng lượng gió cho khách hàng của mình vào ban đêm. Theo đánh giá của Straubel thì khoảng mười năm nữa, giá thành của năng lượng gió và mặt trời sẽ giảm rõ rệt. Việc lưu trữ hai loại năng lượng này cũng đơn giản hơn, chúng sẽ được tích trong bình ắc quy hoặc pin nhiên liệu để sử dụng thay vì dùng than, dầu hoặc khí đốt.  

Các nhóm nghiên cứu khắp thế giới đang nỗ lực tìm kiếm các loại pin mới

“Chính Gigafactory đang làm thay đổi tình hình“, t Venkat Srinivasan, phó giám đốc Trung tâm cộng đồng về nghiên cứu tích trữ điện thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Mỹ Lawrence Berkeley. “Cách đây hai năm không một ai có thể tin rằng có ai đó dám bỏ ra 5 tỷ đôla để đầu tư xây dựng một nhà máy pin lớn.“

Tesla dựa trên công nghệ hiện hành, thực hiện sản xuất và tiêu thụ hàng loạt. Đây là một sự chuyển biến quan trọng của ngành này. Công việc còn lại là làm sao tăng cường hiệu suất của pin. 

John Goodenough, giáo sư trường đại học Texas là người phát minh loại pin lithium-ion đang đươc dùng phổ biến hiện nay. Dự án tới đây của ông là loại pin có độ an toàn cao hơn trên cơ sở Sodium, nguyên tố này có nhiều hơn và việc nạp pin cũng nhanh hơn.

Cuộc chạy đua với thời gian

“Giờ đây tôi hy vọng các vị có thể giải phóng  mình khỏi sự lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch“, John Goodenough tuyên bố điều này hồi tháng mười khi nhận một giải thưởng của Israel trị giá một triệu đôla vì có công trong việc thúc đẩy các nguồn năng lượng thay thế. Ông nói tiếp: “Tôi tin rằng năm tới sẽ là năm tạo ra sự đột phá. Tôi tràn đầy hy vọng về điều đó nhưng rõ ràng là chúng ta còn phải nỗ lực để hoàn tất công việc này”.

Glenn Amatucci, giám đốc  nghiên cứu lưu trữ năng lượng thuộc đại học Rutgers nói về một cuộc chạy đua dành thời gian. “Mỗi ngày, mỗi giờ đều có tính quyết định cho sự tiến lên của chúng ta”. Với  Goodenough thì sự khẩn trương càng vô cùng quan trọng. Nhà khoa học 93 tuổi này mỗi ngày làm việc miệt mài tám giờ đồng hồ với loại pin mới nà ông đang nghiên cứu. 

Nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới đang tìm tòi những loại pin khác nhau. Một trong những nguyên liệu đầy triển vọng là Lithiumoxid, nguyên liệu này có khả năng lưu trữ năng lượng từ năm đến mười lần so với loại pin lithium-ion thông thường.

Loại pin Lithium mới của hãng Bosch giúp cho ô tô điện có thể chạy xa gấp đôi, trong khi trọng lượng, thể tích và giá cả lại giảm đáng kể. Đây là những yếu tố làm cho ô tô điện hấp sẽ trở nên dẫn hơn nhiều đối với người sử dụng.

Tuy nhiên vẫn còn nhiều trở ngại về kỹ thuật phải vượt qua nhằm nâng cao hiệu xuất của pin. Công nghệ này tuy đầy triển vọng nhưng cần ít nhất 7 đến 10 năm mới có thể  đưa công nghệ này vào thực tiễn cuộc sống , theo lời nhà nghiên cứu Grey. Trong khi đó một số nhà khoa học khác lại tập trung nghiên cứu pin trên nền tảng nước hay Magnesium.

Theo Straubel, Tesla quan tâm đến tất cả các giải pháp về pin nhiên liệu khác nhau. Ông nói: “Đây là một cuộc cách mạng diễn ra không ngừng. Đây là một phần việc đầy khó khăn của toàn bộ trò chơi lắp các mảnh ghép, vấn đề đặt ra ở đây là, làm sao chặn đứng được hoàn toàn việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch.”

 Hoài Trang dịch

Nguồn: Tuần kinh tế online