Tiềm năng lớn của loại năng lượng tái tạo làm từ đá

Cuối cùng thế giới cũng sắp bước vào kỷ nguyên của năng lượng tái tạo. Giá pin mặt trời và năng lượng gió giảm, tỷ trọng các ngành sản xuất sử dụng công nghệ xanh tăng lên. Vấn đề chính của năng lượng tái tạo là cung cấp không đồng đều, ví dụ khi không có đủ gió hoặc ánh sáng mặt trời, sẽ không đủ năng lượng.

Đây chính là lúc công nghệ pin xuất hiện. Hiện nhiều phương pháp tiếp cận lưới điện đang sử dụng pin lithium-ion, vốn có các vấn đề về hiệu suất, chi phí và môi trường. Ngoài ra, một số lĩnh vực nhất định như sản xuất công nghiệp cần tạo ra nhiệt độ cực cao mà pin hiện tại không thể tạo ra, khiến cho việc điện khí hóa và sử dụng năng lượng tái tạo trở nên khó khăn đối với các lĩnh vực này.

(Ảnh minh họa: Getty)

Nhưng đá có thể giải quyết nhiều vấn đề của pin.

Gần đây, ngày càng nhiều công ty sản xuất các hệ thống pin sử dụng các loại đá thông thường, có thể kết nối trực tiếp với năng lượng gió và mặt trời hoặc nguồn điện qua lưới điện.

Khi năng lượng được thu giữ, hệ thống này chuyển nó thành nhiệt, sau đó lưu trữ nhiệt trong đá. Sau này, khi người dùng cần điện, nhiệt sẽ được chuyển thành hơi nước hoặc điện để có thể làm năng lượng. Ví dụ, các công ty như Brenmiller Energy đang sử dụng đá núi lửa nghiền nát; Antora Energy sử dụng than chì; Rondo sử dụng gạch.

Tuy nhiên, kiểu lưu trữ năng lượng này không dễ. Doron Brenmiller, giám đốc kinh doanh tại Brenmiller Energy, nói với The Daily Beast: “Khi lựa chọn vật liệu, một số điều cần phải được cân nhắc. Đầu tiên là công suất nhiệt. Sau đó, bạn phải suy nghĩ về các thông số khác như chi phí, tính sẵn có của vật liệu và những gì sẽ xảy ra với vật liệu theo thời gian”.

Ông nói thêm: “Chúng tôi sử dụng đá núi lửa vì chúng có khả năng chịu nhiệt đặc biệt tốt và có thể tìm thấy khá dễ dàng”.

Ry Storey-Fisher, giám đốc chính sách và truyền thông của công ty Antora nói với The Daily Beast: “Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi sử dụng các khối carbon rắn. Đây là loại vật liệu dồi dào trên trái đất được sản xuất hàng triệu tấn mỗi năm… Những khối này ổn định ở nhiệt độ cực cao và về cơ bản, chúng tôi nung nóng chúng lên đến hàng nghìn độ C trong thùng chứa cách nhiệt”.

Những công ty này không phải là các công ty duy nhất sử dụng vật liệu thông thường như đá để hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng tái tạo. Các nhà nghiên cứu tại MIT gần đây xuất bản một bài báo về vật liệu siêu dẫn được sản xuất bằng hỗn hợp xi măng và muội than. Đó là carbon đen - dạng bột của carbon gần như nguyên chất, thường được sử dụng làm chất màu đen hoặc vật liệu để tăng cường lốp xe. Loại pin này không tỏa nhiệt mà thải ra điện.

Pin được sản xuất bằng cách trộn muội than với nước, sau đó tạo thành khối như bột mì. Hỗn hợp này sau đó được trộn vào xi măng, giúp hút nước ra khỏi muội than, để lại vô số cấu trúc phân nhánh giống như dây. Vật liệu này sau đó có thể nhận và giải phóng năng lượng thông qua các “dây” carbon đen này.

Franz-Josef Ulm, kỹ sư kết cấu tại MIT và đồng tác giả của nghiên cứu, nói với The Daily Beast rằng ý tưởng đến với họ vì “ngành công nghiệp xi măng chiếm khoảng 8% lượng khí carbon dioxide trên thế giới. Vì vậy, chúng tôi nghĩ, hãy thêm cho nó một chức năng”.

"Điều quan trọng là chúng ta phải nhận ra rằng quá trình chuyển đổi năng lượng từ không tái tạo sang năng lượng tái tạo khó khăn và thách thức như thế nào”, kỹ sư kết cấu tại MIT và đồng tác giả của nghiên cứu nói với The Daily Beast.

Chúng tôi đã biết rằng việc sản xuất pin trên toàn thế giới tạo ra những căng thẳng đáng kinh ngạc đối với xã hội, cộng đồng và các quốc gia. Khi các loại pin mới đang được phát triển, sẽ có hy vọng các công nghệ thay thế không gây hại nhiều”, ông nói thêm.