Mới đây, một nhóm các nhà khoa học tại MIT đã nghiên cứu thành công một loại pin đặc biệt dùng kim loại lỏng để chứa năng lượng dư thừa từ các nhà máy sản xuất điện bởi gió và mặt trời – hứa hẹn về nguồn năng lượng tái tạo rẻ hơn, hiệu quả hơn.

Rẻ hơn, lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn sẽ là một sự thúc đẩy lớn cho các giải pháp năng lượng tái tạo. Pin kim loại lỏng sẽ giúp các tấm pin mặt trời, các tua bin gió cung cấp năng lượng ổn định hơn thay vì phụ thuộc vào thay đổi thời tiết – nhất là trong trường hợp nhu cầu sử dụng cao. Ngoài ra nó cũng giúp việc sản xuất năng lượng sạch rẻ hơn bằng cách lưu trữ được nhiều năng lượng dư thừa hơn, giảm tối đa lãng phí trong thời gian dài.

Loại pin mới này sử dụng một dung dịch chất điện phân và kim loại lỏng cùng với một loại kim loại hiệu suất cao gọi là antimon (với lượng chì thấp) để làm điện cực nóng chảy kết hợp. Kết quả nghiên cứu của nhóm khoa học đã được công bố trên tạp chí Nature, một bước thay đổi lớn cho phép những nguồn năng lượng tái tạo có thể lưu trữ mà sản xuất liên tục.

Pin sử dụng hai lớp kim loại lỏng nóng chảy (một điện cực âm, một điện cực dương), được ngăn cách bởi một lớp natriclorua nóng chảy. Hoạt động giống như các loại pin thông thường khi cho phép các hạt điện tích đi qua khi pin được sạc và xả.

So với các loại pin dạng rắn thông thường, pin sử dụng kim loại lỏng có rất nhiều ưu điểm vượt trội hơn. Một trong số đó là pin kim loại lỏng có vòng đời dài hơn và dễ sản xuất hơn, cũng như hiệu năng cao hơn giúp chúng ta có thể lưu trữ những nguồn điện năng rất lớn.

Tuy nhiên công nghệ pin kim loại lỏng này không phải là không có những điểm hạn chế. Một trong số đó chính là nhiệt độ nóng chảy của hợp kim antimon rất cao, ở mức 700 độ C.

Do đó để khắc phục hạn chế này, tiến sĩ Sadoway tại MIT đã sử dụng hợp kim của antimon và một lượng nhỏ chì, không chỉ giúp làm giảm nhiệt độ nóng chảy xuống 450-500 độ C mà còn góp phần làm giảm giá thành sản phẩm. Mô hình của tiến sĩ Sadoway có các điện cực dương (dưới) là hợp kim nóng chảy của antimon và chì, điện cực âm (trên) là lithium lỏng và chất điện phân giữa chúng là hỗn hợp của muối nóng chảy.

Hợp kim của antimon giúp tạo ra hiệu năng lưu trữ điện cao khá cao, với hiệu năng cung cấp khoảng 70% năng lượng nạp vào. Bên cạnh đó, sau khoảng 10 năm sử dụng, hiệu suất của pin chỉ giảm khoảng 15%. Nhóm nghiên cứu vẫn đang xem xét các loại hợp kim khác nhằm tiếp tục tăng hiệu suất của loại pin kim loại lỏng mới này.