Trong thời đại công nghệ phát triển vô cùng mạnh mẽ, thì song song đó tình trạng thiếu hụt năng lượng và ô nhiễm môi trường cũng ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn. Và công nghệ lưu trữ năng lượng là một trong những giải pháp tiềm năng để giải quyết vấn đề này hiểu quả, bền vững.

Hãy cùng Việt Nam Zero Waste tìm hiểu tổng quan về công nghệ năng lượng lưu trữ, bao gồm các loại công nghệ phổ biến hiện nay và ưu nhược điểm của chúng. Cũng như tìm hiểu về các xu hướng mới trong công nghệ năng lượng lưu trữ và các tiềm năng phát triển trong tương lai dưới bài viết này nhé.

Những thông tin quan trọng:

• Công nghệ lưu trữ năng lượng là thu giữ năng lượng được sản xuất tại một thời điểm để sử dụng sau đó.
• Những công nghệ lưu trữ phổ biến hiện nay: Pin lithium – ion, pin chì, pin NiMH, pin khối, pin năng lượng mặt trời, pin nhiên liệu.
• Công nghệ lưu trữ năng lượng là một lĩnh vực đầy tiềm năng phát triển tại Việt Nam vì ta có thể tận dụng các nguồn năng lượng tái tạo và rác thải.

Khái niệm về công nghệ lưu trữ năng lượng

Theo Wikipedia, công nghệ lưu trữ năng lượng (hay còn được gọi là lưu trữ năng lượng) là thu giữ năng lượng được sản xuất tại một thời điểm để sử dụng sau đó. Một thiết bị lưu trữ năng lượng thường được gọi là ắc quy hoặc pin.

Năng lượng có nhiều dạng bao gồm bức xạ, hóa học, thế năng hấp dẫn, thế năng điện, điện, nhiệt độ cao, nhiệt ẩn và động học. Lưu trữ năng lượng liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng từ các hình thức khó lưu trữ sang các hình thức lưu trữ thuận tiện hơn hoặc kinh tế hơn.

Công nghệ năng lượng lưu trữ là một phần quan trọng của ngành năng lượng tái tạo, giúp giải quyết vấn đề lưu trữ và sử dụng năng lượng tái tạo một cách hiệu quả và bền vững. Vậy có những loại công nghệ lưu trữ nào đang được sử dụng phổ biến hiện nay? Chúng ta hãy đến phần tiếp theo để hiểu rõ hơn nhé.

Những công nghệ lưu trữ phổ biến hiện nay

Hiện nay, có rất nhiều công nghệ lưu trữ năng lượng phổ biến được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, bao gồm:

Pin lithium – ion:

Pin Lithium-ion hay còn gọi là pin li – on (LIB) một loại pin sạc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như điện thoại, máy tính, máy ảnh số… Ngoài ra, chúng còn được chú trọng phát triển mạnh mẽ trên nhiều phương tiện di chuyển như xe đạp điện, xe máy điện, ô tô điện.

Đây là dạng công nghệ lưu trữ năng lượng có nhiều ưu điểm nổi bật so với các loại pin khác như dung lượng cao, trọng lượng nhẹ, không tự xả nhiều, tuổi thọ cao và khả năng sạc lại nhiều lần.

Tuy nhiên, nhược điểm của chúng là giá thành khá cao so với các loại pin khác và cần được xử lý đúng cách để tránh rủi ro về an toàn.

Pin chì:

Pin chì (hay còn gọi là pin axit chì) là một loại pin hóa học được sử dụng rộng rãi trong quá khứ để cung cấp điện cho các thiết bị điện tử như đồng hồ, máy tính cầm tay và máy ảnh. Pin chì hoạt động bằng cách sử dụng phản ứng hóa học giữa chì và axit sulfuric để tạo ra điện.

Pin chì có ưu điểm là giá thành thấp, tuổi thọ cao và có thể cung cấp một lượng điện lớn. Tuy nhiên, nhược điểm của pin chì là nó nặng, kém hiệu suất, có thể gây ra ô nhiễm môi trường nếu bị loại bỏ không đúng cách và có khả năng bị rò rỉ axit gây nguy hiểm cho con người và động vật.

Vì vậy, pin chì đã được thay thế bởi các loại lưu trữ năng lượng mới hơn như pin lithium-ion trong các thiết bị điện tử tiên tiến.

Pin NiMH (nickel – metal hydride):

Pin NiMH (nickel-metal hydride) cũng giống như pin Lithium-ion một loại pin sạc được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như máy ảnh, điện thoại di động, máy tính bảng và các thiết bị di động khác. Pin được tạo ra bằng cách sử dụng hợp kim kim loại như niken, hyđrô và các thành phần khác.

Loại công nghệ lưu trữ năng lượng này có một số ưu điểm như dung lượng cao, khả năng tái sử dụng nhiều lần, tuổi thọ dài và giá thành tương đối thấp. Ngoài ra, Pin NiMH cũng ít gây ô nhiễm môi trường hơn so với pin chì, do đó chúng được xem là một giải pháp thay thế tiềm năng cho Pin chì trong một số ứng dụng.

Tuy nhiên, nhược điểm của pin NiMH là chúng có thể tự xả khi không được sử dụng trong một thời gian dài, hiệu suất giảm dần theo thời gian và thời gian sạc lâu hơn so với pin lithium-ion.

Pin khối:

Pin khối (hay còn gọi là pin tiểu) là một loại pin hóa học có kích thước nhỏ, được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị điện tử cá nhân như đồng hồ, đèn pin, điều khiển từ xa, và thiết bị y tế. Loại pin này thường được làm bằng các tế bào pin hóa học kiểu kín, bên trong là dung dịch axit hoặc kiềm.

Pin khối có ưu điểm là có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng mang theo, giá thành rẻ và tuổi thọ tương đối cao. Tuy nhiên, dung lượng của loại lữu trữ năng lượng này thường thấp hơn so với các loại pin khác như pin NiMH hay pin lithium-ion, do đó chúng thường chỉ được sử dụng cho các thiết bị có nhu cầu năng lượng thấp.

Ngoài ra, một số loại pin khối sử dụng hóa chất độc hại như thủy ngân, do đó cần được xử lý đúng cách để tránh gây hại cho sức khỏe và môi trường.

Pin năng lượng mặt trời:

Pin năng lượng mặt trời, hay còn gọi là pin quang điện, là một loại pin sử dụng tia sáng mặt trời để tạo ra điện năng. Pin năng lượng mặt trời thường bao gồm một bộ điều khiển tải, một bộ phát điện năng lượng và một số tế bào quang điện (hay còn gọi là tế bào năng lượng mặt trời) được chứa trong một vỏ bảo vệ.

Tế bào quang điện trong pin năng lượng mặt trời chứa hai lớp vật liệu bán dẫn có tính dẫn điện khác nhau. Khi tia sáng chiếu lên các tế bào này, năng lượng từ ánh sáng được hấp thụ bởi bán dẫn, tạo ra các điện tử tự do và tạo ra dòng điện. Bộ phát điện năng lượng chuyển đổi dòng điện này thành điện năng có thể sử dụng để cung cấp điện cho các thiết bị điện tử.

Pin năng lượng mặt trời có nhiều ưu điểm, bao gồm không cần sạc bằng điện, bền bỉ, không phát ra khí thải và không cần bảo trì định kỳ. Tuy nhiên, pin năng lượng mặt trời còn có một số hạn chế như dung lượng điện năng thấp, hiệu suất kém trong điều kiện trời mưa hoặc âm u và giá thành tương đối đắt so với các loại pin khác.

Xem thêm: Năng lượng mặt trời – “Vị cứu tinh” của nhân loại.

Pin nhiên liệu:

Pin nhiên liệu (Fuel cell) là một thiết bị tạo ra điện năng bằng cách biến đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu trực tiếp thành điện năng và nước. Thông thường, pin nhiên liệu sử dụng hydro và oxy trong không khí để tạo ra nước, điện năng và một số khí thải nhỏ như CO2 hoặc NOx.

Các loại nhiên liệu phổ biến sử dụng trong pin nhiên liệu gồm hydro, metan, etanol và nhiều loại khác. Pin nhiên liệu có thể cung cấp điện cho các thiết bị điện tử nhỏ như điện thoại di động, máy tính bảng, máy tính xách tay và xe hơi.

Một số ưu điểm của pin nhiên liệu là khả năng tạo ra điện năng mà không gây ra khí thải độc hại, hoạt động êm ái, hiệu suất cao, dễ dàng thay thế nhiên liệu và thời gian hoạt động liên tục lâu hơn so với các loại pin khác.

Tuy nhiên, các ứng dụng của pin nhiên liệu hiện đang gặp phải một số thách thức như giá thành đắt, khả năng lưu trữ và vận chuyển nhiên liệu hạn chế, và vẫn cần phải tiếp tục nghiên cứu và phát triển để tối ưu hóa hoạt động và sử dụng rộng rãi hơn.

Các tiềm năng phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng tại Việt Nam

Công nghệ lưu trữ năng lượng là một lĩnh vực đầy tiềm năng phát triển tại Việt Nam. Dưới đây là một số tiềm năng mà Việt Nam có thể khai thác để phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng:

Tận dụng điện gió và điện mặt trời:

Việt Nam có lượng nắng và gió khá dồi dào, đặc biệt là ở các vùng miền Trung và Tây Nguyên. Do đó, việc sử dụng các thiết bị chuyển đổi năng lượng từ gió và mặt trời để lưu trữ và sử dụng lại năng lượng là một lựa chọn hợp lý.

Sử dụng pin lithium-ion tái chế:

Pin lithium-ion được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử, nhưng việc tái chế pin cũ lại để sử dụng tiếp có thể giúp giảm thiểu lượng chất thải điện tử. Đây là một tiềm năng phát triển lưu trữ năng lượng tại Việt Nam.

Phát triển công nghệ pin mặt trời:

Pin mặt trời đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng tại Việt Nam, việc phát triển công nghệ pin mặt trời để sử dụng tại các khu vực hẻo lánh hoặc miền núi sẽ giúp đáp ứng nhu cầu năng lượng cho các khu vực này.

Sử dụng pin nhiên liệu:

Pin nhiên liệu có thể sản xuất điện bằng cách sử dụng nhiên liệu như hydro hoặc metan, giúp tối ưu hóa việc lưu trữ và sử dụng lại năng lượng. Việc phát triển công nghệ pin nhiên liệu sẽ giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng từ các nguồn hóa thạch.

Tận dụng năng lượng từ việc thu gom rác thải:

Việc thu gom rác thải và chuyển đổi nó thành năng lượng được sử dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng ở Việt Nam, việc phát triển công nghệ này còn khá mới mẻ. Tuy nhiên, đây là một tiềm năng phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng hứa hẹn ở Việt Nam trong tương lai.

Như vậy, công nghệ năng lượng lưu trữ đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc giải quyết vấn đề lưu trữ và sử dụng năng lượng tái tạo hiệu quả. Với sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật, chúng ta hy vọng rằng công nghệ này sẽ được phát triển một cách nhanh chóng và lan rộng trên toàn thế giới, góp phần đóng góp cho một tương lai bền vững hơn cho hành tinh của chúng ta.