Mỹ muốn đưa công nghệ đã được nghiên cứu suốt nhiều thập kỷ từ phòng thí nghiệm vào sản xuất quy mô lớn trước khi Trung Quốc lại tiếp tục chiếm ưu thế về năng lực sản xuất giống như đã làm với pin lithium-ion.
Điểm mạnh ở nguyên liệu và tính an toàn
"Pin muối" là cách gọi nôm na cho dễ hình dung, nhưng tên chính xác của công nghệ này là pin natri-ion. Cũng giống pin lithium-ion phổ biến hiện nay, pin natri-ion lưu trữ và giải phóng năng lượng nhờ sự di chuyển của các ion giữa hai điện cực. Điểm khác biệt là thay vì sử dụng ion lithium, pin này sử dụng ion natri.
Nhưng pin natri-ion có mật độ năng lượng thấp hơn pin lithium-ion nên khó ứng dụng trong điện thoại hay ôtô điện. Ngược lại, pin này dễ áp dụng cho những hệ thống pin đặt cố định cho lưới điện hoặc cạnh các trung tâm dữ liệu vốn không cần phải giảm trọng lượng pin. Các nhà quản lý kỳ vọng pin natri-ion có thể thúc đẩy quá trình triển khai năng lượng tái tạo và trở thành giải pháp thay thế ít ô nhiễm hơn cho các tuabin khí tự nhiên hay máy phát điện diesel.
Hiện Trung Quốc vẫn nắm giữ phần lớn sản lượng pin natri, dù loại pin này hiện chiếm chưa tới 1% thị trường toàn cầu. Tuy nhiên, các startup Mỹ và cả ông lớn như General Motors (GM) đang tăng tốc sản xuất hàng loạt. Một báo cáo gần đây của Morgan Stanley dự báo rằng trong vòng một thập kỷ tới, hơn một phần ba tổng số pin sản xuất trên toàn thế giới sẽ sử dụng natri thay vì lithium.
Mỹ đã phát triển nhiều dòng pin natri-ion sẵn sàng thương mại. Ảnh: GM
Ứng dụng cho lưu trữ điện quy mô lớn
Một trong những doanh nghiệp Mỹ đang đi đầu là Peak Energy, do Landon Mossburg, một cựu kỹ sư Tesla, điều hành. GM đã đầu tư vào Peak Energy vài chục triệu đô la. Kế hoạch là GM sẽ thiết kế/sản xuất lõi pin, còn Peak Energy lắp ráp thành các hệ thống lưu trữ điện khổng lồ cho lưới điện Mỹ.
Tháng 7 vừa rồi, Peak Energy công bố kế hoạch mở một nhà máy rộng hơn 17.000 m2 tại Sacramento, California với mục tiêu sẽ đạt sản lượng 4 GWh/năm vào đầu năm sau. Peak Energy đã ký các hợp đồng trị giá hơn 1,1 tỷ USD với các khách hàng như công ty lưu trữ năng lượng như Jupiter Power, Energy Vault và RWE Americas.
Hiện mảng lưu trữ lưới điện tại Mỹ đang chủ yếu dòng pin lithium-ion. Tuy nhiên, lithium-ion có nhược điểm lớn là dễ bị "thoát nhiệt" (thermal runaway) có thể gây hỏa hoạn. Các hệ thống pin lưu trữ bằng lithium cũng khá tốn kém, vì bắt buộc phải có hệ thống làm mát bằng chất lỏng phức tạp, có thể chiếm tới 10-13% tổng vốn đầu tư ban đầu, và lên tới 90% chi phí vận hành.
Ngược lại, pin natri chỉ cần tản nhiệt tự nhiên bằng không khí, rủi ro cháy nổ thấp hơn nhiều, giúp giảm đáng kể chi phí thiết kế, bảo trì và vận hành. Peak Energy chưa công bố giá thành ban đầu của các bộ pin natri của mình, vì vậy cho đến nay chưa thể so sánh giá với pin lithium, nhất là pin lithium của Trung Quốc vốn có ưu thế giá rẻ.
Peak Energy cũng không phải startup Mỹ duy nhất đặt cược vào pin natri-ion. Công ty khởi nghiệp Inlyte Energy đang phát triển một dòng pin natri khác dùng 4 nguyên liệu chính là bột sắt, thép, nhôm oxit và muối ăn.
Loại pin này được đánh giá là giảm nguy cơ hỏa hoạn. Kể cả khi một tế bào pin bị quá nhiệt, nó cũng không bao giờ đủ nóng để kích hoạt cháy lan sang các tế bào xung quanh. Theo nhà sáng lập kiêm CEO Antonio Baclig, điều này nghĩa là họ có thể sắp xếp được nhiều tế bào pin hơn so với các công nghệ cạnh tranh, và có khả năng mang lại mật độ năng lượng trên mỗi mét vuông tốt hơn. Inlyte chuẩn bị giao hệ thống pin đầu tiên cho tập đoàn năng lượng Southern Company tại Alabama.
Hơn thua ở khả năng mở rộng sản xuất
Các công ty Mỹ đang tăng tốc vì nếu không sẽ lại bước vào vết xe của con đường phát triển pin lithium-ion: Trung Quốc hiện thống trị chuỗi cung ứng lithium-ion, dù công nghệ này được hoàn thiện ở Mỹ. Ở chiều ngược lại, hiện các doanh nghiệp lớn Trung Quốc như CATL và BYD cũng đã lên kế hoạch sản xuất pin natri quy mô công nghiệp nhờ năng lực đầu tư dài hạn của chính phủ.
Các chuyên gia Mỹ nhận xét Mỹ có thể không thua về mặt đổi mới sáng tạo nhưng vẫn đứng trước nguy cơ sẽ lại thua Trung Quốc về khả năng mở rộng quy mô sản xuất.
Mặc dù vào năm 2024, Bộ Năng lượng Mỹ đã thành lập một liên minh tên là SAGES nhằm mục đích cải tiến công nghệ pin ion natri cho các ứng dụng quy mô lưới điện và Inlyte Energy hay Peak Energy đều nằm trong số các công ty khởi nghiệp đã tận dụng được lợi thế về nghiên cứu của liên minh. Tuy nhiên, điều các công ty mong đợi hơn lúc này là những chính sách giúp mở rộng thị trường và tạo điều kiện đưa công nghệ pin natri-ion vào thương mại.
Mukesh Chatter, Giám đốc điều hành của Alsym Energy - công ty cũng nằm trong liên minh SAGES, đang bắt đầu phát triển linh kiện dùng cho pin natri, cho rằng nếu không có sự hỗ trợ thích đáng từ chính phủ, Mỹ có thể lại một lần nữa chứng kiến công nghệ năng lượng mới của mình bị Trung Quốc độc chiếm thị trường.
Phong Du tổng hợp
---
Nguồn thông tin tham khảo:
https://www.wsj.com/business/energy-oil/china-free-batteries-made-from-salt-are-finally-here-cc1cd766
https://news.gm.com/home.detail.html/Pages/news/us/en/2026/jun/0609-sodium-ion-batteries-grid-scale-energy-storage.html
https://www.energy.gov/cmei/ammto/breaking-it-down-next-generation-batteries