Pin hữu cơ dòng oxy hóa khử

Pin dòng oxy hóa khử là loại pin tĩnh, có khả năng tích trữ năng lượng lớn, và gần như có thể sạc lại không giới hạn. Tuy nhiên, pin oxy hóa khử thường chứa vanadi, một kim loại khan hiếm và đắt tiền. Để pin sử dụng được an toàn, chất điện phân thường dùng nước, khiến cho mật độ năng lượng thấp đi đáng kể.

Nhóm nghiên cứu nghiên cứu do Mikhail Vagin đứng đầu đã thấy rằng, PEDOT và phân tử quinone (được chiết xuất từ ​​gỗ) có tính tương thức rất cao. Các điện cực PEDOT giúp các phân tử quinone chuyển đổi giữa trạng thái oxy hóa và trạng thái khử, sau đó tạo ra một dòng proton và electron. Họ dùng PEDOT làm polyme dẫn điện cho các điện cực, chất điện phân là dung dịch của các phân tử quinone để vận chuyển các ion dương (cation) hoặc ion âm (anion).

Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc sản xuất pin dòng oxy hóa khử với chất điện phân gốc nước, các điện cực bằng vật liệu hữu cơ, và mật độ năng lượng đã tăng lên đáng kể. Theo đó, có thể sản xuất pin dòng oxy hóa khử hoàn toàn hữu cơ để lưu trữ năng lượng (từ năng lượng mặt trời và gió) và bù đắp cho các thay đổi phụ tải trong lưới cấp điện.

"Thông thường rất khó kiểm soát quá trình ion. Chúng tôi đã ứng dụng một hiện tượng cơ bản trong quá trình xúc tác, trong đó một ion đặc biệt trong dung dịch (trong trường hợp này là các ion quinone) được chuyển đổi thành điện. Hiện tượng này gọi là xúc tác điện ion chọn lọc. Nó có thể diễn ra ở các loại thiết bị lưu trữ dạng màng khác như pin, pin nhiên liệu và siêu tụ điện. Hiện tượng này lần đầu tiên xuất hiện trong pin dòng oxy hóa khử ", Mikhail Vagin cho biết.

Pin lưu lượng oxy hóa khử hữu cơ vẫn có mật độ năng lượng thấp hơn so với pin chứa vanadi, nhưng chúng cực kỳ rẻ, hoàn toàn có thể tái chế, an toàn và hoàn hảo để lưu trữ năng lượng; đáp ứng tốt cho biến đổi tải trên lưới cấp điện..

Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com