Pin natri-Ion thay đổi cuộc chơi năng lượng tái tạo

Khi xã hội chuyển dần khỏi nhiên liệu hóa thạch, nhu cầu về pin ngày càng tăng. Đồng thời, sự gia tăng này có thể dẫn đến sự khan hiếm lithium và coban, những nguyên tố thiết yếu trong các loại pin phổ biến.

Một giải pháp thay thế có thể là pin natri-ion, chủ yếu sử dụng muối ăn và sinh khối có nguồn gốc từ ngành lâm nghiệp làm nguyên liệu thô. Giờ đây, một nhóm nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển), cho thấy những pin natri-ion này có tác động đến khí hậu tương đương với các pin lithium-ion của chúng - mà không có nguy cơ cạn kiệt nguyên liệu thô.

Rickard Arvidsson, Phó giáo sư Phân tích Hệ thống Môi trường tại Chalmers, cho biết: “Các vật liệu chúng ta sử dụng trong pin trong tương lai sẽ rất quan trọng để có thể chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo và đội xe không sử dụng hóa thạch”.

Theo Đạo luật Nguyên liệu thô Quan trọng của Ủy ban Châu Âu, nhu cầu về nguyên liệu pin thô quan trọng dự kiến sẽ tăng theo cấp số nhân khi các nước trong Liên minh châu Âu (EU) chuyển đổi sang hệ thống năng lượng tái tạo và xe điện. Quá trình chuyển đổi xanh cũng sẽ đòi hỏi phải sản xuất pin tại địa phương nhiều hơn và các công nghệ mới không sử dụng hóa thạch khác, đồng thời cần có nguồn cung cấp nguyên liệu thô ổn định để đáp ứng nhu cầu. Đồng thời, hoạt động sản xuất như vậy có nguy cơ gián đoạn nguồn cung cao do số lượng nguồn nguyên liệu thô hạn chế.

Rickard Arvidsson bình luận: “Pin lithium-ion đang trở thành công nghệ thống trị trên thế giới và chúng tốt hơn cho khí hậu so với công nghệ dựa trên hóa thạch, đặc biệt là khi vận chuyển. Nhưng lithium đặt ra một nút thắt cổ chai. Bạn không thể sản xuất pin dựa trên lithium với tốc độ như bạn muốn sản xuất ô tô điện và có nguy cơ cạn kiệt trong thời gian dài. Ngoài ra, những vật liệu pin quan trọng như lithium và coban phần lớn chỉ được khai thác ở một số nơi trên thế giới, gây rủi ro cho nguồn cung”.

Pin natri-Ion thay đổi cuộc chơi năng lượng tái tạo -0
Pin natri-ion chứa natri - một chất rất phổ biến được tìm thấy trong muối ăn - thay vì lithium

Pin natri-ion cung cấp công nghệ đầy hứa hẹn

Sự phát triển của các công nghệ pin mới đang tiến triển nhanh chóng trong nỗ lực tìm kiếm thế hệ lưu trữ năng lượng bền vững tiếp theo - tốt nhất là có tuổi thọ dài, mật độ năng lượng cao và dễ sản xuất. Nhóm nghiên cứu tại Chalmers đã chọn xem xét pin natri-ion, có chứa natri - một chất rất phổ biến được tìm thấy trong natri clorua thông thường - thay vì lithium. Trong một nghiên cứu mới, họ đã thực hiện cái gọi là đánh giá vòng đời của pin, trong đó họ đã kiểm tra tổng tác động đến môi trường và tài nguyên trong quá trình khai thác và sản xuất nguyên liệu thô.

Rickard Arvidsson báo cáo: “Chúng tôi đi đến kết luận rằng pin natri-ion tốt hơn nhiều so với pin lithium-ion về tác động đến sự khan hiếm tài nguyên khoáng sản và tương đương về tác động đến khí hậu. Tùy thuộc vào kịch bản mà bạn xem xét, chúng có dung lượng lưu trữ điện lý thuyết là từ 60 đến chỉ hơn 100 kg lượng carbon dioxide tương đương trên mỗi kilowatt giờ, thấp hơn so với báo cáo trước đây đối với loại pin natri-ion này. Đây rõ ràng là một công nghệ đầy hứa hẹn”. Nhóm nhà nghiên cứu cũng xác định một số biện pháp có khả năng làm giảm hơn nữa tác động của khí hậu - chẳng hạn như phát triển chất điện phân tốt hơn cho môi trường, vì nó chiếm phần lớn trong tổng tác động của pin.

Năng lượng xanh đòi hỏi phải lưu trữ năng lượng

Pin natri-ion ngày nay dự kiến sẽ được sử dụng để lưu trữ năng lượng cố định trong lưới điện và với sự phát triển không ngừng, chúng có thể cũng sẽ được sử dụng trong ô tô điện trong tương lai. Rickard Arvidsson giải thích: “Việc lưu trữ năng lượng là điều kiện tiên quyết cho việc mở rộng năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Vì việc lưu trữ chủ yếu được thực hiện bằng pin, câu hỏi đặt ra là những viên pin đó sẽ được làm từ gì? Nhu cầu về lithium và coban ngày càng tăng, có thể là trở ngại cho sự phát triển này”.

Ưu điểm chính của công nghệ này là vật liệu chế tạo pin natri-ion rất dồi dào và có thể tìm thấy ở khắp nơi trên thế giới. Một điện cực trong pin - cực âm - có các ion natri làm chất mang điện và điện cực còn lại - cực dương - bao gồm carbon cứng, một trong những ví dụ mà nhóm nhà nghiên cứu Chalmers đã nghiên cứu có thể được sản xuất từ sinh khối từ ngành lâm nghiệp. Xét về mặt quy trình sản xuất và địa chính trị, pin natri-ion cũng là một giải pháp thay thế giúp đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang một xã hội không có hóa thạch. Rickard Arvidsson nhấn mạnh: “Pin dựa trên nguyên liệu thô dồi dào có thể giảm rủi ro địa chính trị và sự phụ thuộc vào các khu vực cụ thể, cho cả nhà sản xuất pin và quốc gia”.

Nghiên cứu này là đánh giá tiềm năng về vòng đời của hai loại pin natri-ion khác nhau, trong đó tác động đến môi trường và tài nguyên được tính toán từ đầu đến cuối - tức là từ khâu khai thác nguyên liệu thô đến sản xuất pin. Đơn vị chức năng của nghiên cứu là công suất lưu trữ điện lý thuyết ở cấp độ tế bào là 1 kWh. Cả hai loại pin đều chủ yếu dựa trên nguồn nguyên liệu thô dồi dào.

Cực dương được tạo thành từ carbon cứng dựa trên sinh học hoặc nguyên liệu hóa thạch, và cực âm được tạo thành từ cái gọi là “màu trắng Phổ” (bao gồm natri, sắt, carbon và nitơ). Chất điện phân chứa muối natri. Việc sản xuất được mô hình hóa để tương ứng với sản xuất quy mô lớn trong tương lai. Ví dụ, việc sản xuất pin thực tế dựa trên việc sản xuất pin lithium-ion quy mô lớn.

Hai tổ hợp điện khác nhau đã được thử nghiệm, cũng như hai loại phương pháp phân bổ khác nhau - tức là phân bổ tài nguyên và lượng khí thải. Một phương pháp trong đó tác động đến khí hậu và tài nguyên được phân bổ giữa các sản phẩm phụ dựa trên khối lượng và một phương pháp trong đó tất cả tác động được phân bổ cho sản phẩm chính (pin natri-ion cùng các thành phần và vật liệu của nó).

Duy Minh (Tổng hợp)

Các tin khác

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.

Khi AI bước vào chiến trường

Khi AI bước vào chiến trường

Quân đội Mỹ đang phát triển các mô hình AI được huấn luyện dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ thực tế, với mục tiêu triển khai một chatbot AI (trí tuệ nhân tạo) dành riêng cho binh sĩ, cho thấy tham vọng đẩy nhanh ứng dụng AI trong quân sự.

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Ngày 23/3/2025, công ty xét nghiệm gen 23andMe nộp đơn xin bảo hộ phá sản theo Chương 11 tại Tòa Phá sản Mỹ khu vực Đông Missouri. Trong vòng 24 giờ, lượng truy cập vào trang web của công ty tăng 526%. Không phải vì khách hàng muốn đọc thông báo phá sản, mà vì hàng triệu người đổ xô vào trang hỗ trợ với một mục đích duy nhất: xóa dữ liệu ADN của mình trước khi chúng bị chuyển giao trong một thương vụ phá sản. Nhưng câu hỏi mà không ai trong số họ có thể trả lời được là: liệu xóa có còn kịp không?

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Suốt 41 năm, giới khoa học và công chúng đã đặt niềm tin vào một “sự thật” mang tên “Người Piltdown”. Vụ lừa đảo kinh điển này không chỉ phơi bày sự xảo quyệt của một cá nhân, mà còn là lời cảnh báo sâu sắc về những điểm mù của tri thức khi bị dẫn dắt bởi thiên kiến xác nhận và lòng tự tôn dân tộc thái quá.

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Lực lượng Nga tại các khu vực tạm chiếm thuộc vùng Donetsk tuyên bố rằng, lực lượng Ukraine đã sử dụng máy bay không người lái (UAV) trang bị bom graphite (than chì) trong các cuộc tấn công ban đêm. Điều này làm dấy lên nhiều câu hỏi về loại vũ khí này, lý do tại sao chúng có thể hiệu quả, và loại máy bay không người lái nào của Ukraine có khả năng mang loại vũ khí này?

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Sau nhiều thập kỷ tự ràng buộc bởi các chính sách hạn chế nghiêm ngặt, Nhật Bản đã chính thức dỡ bỏ rào cản xuất khẩu vũ khí sát thương. Bước ngoặt này mở ra vận hội mới cho ngành công nghiệp quốc phòng Nhật Bản và đưa các sản phẩm "Made in Japan" vào thị trường vũ khí toàn cầu - một thị trường mà Tokyo chưa từng thực sự đặt chân vào kể từ sau Thế chiến II.

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.