Tất cả chúng ta đều đã ở đó. Đó là buổi sáng Giáng sinh. Một đứa trẻ xé bỏ gói quà, xé đồ chơi được tìm kiếm nhiều nhất trong năm ra khỏi bao bì của nó và nhấn nút, sẵn sàng làm phiền ngôi nhà trong nhiều ngày tới với tiếng ồn và đèn nhấp nháy - nhưng không có gì xảy ra. Bạn đánh dấu vào hộp đã bỏ đi và đọc chữ in nhỏ: “Pin không bao gồm.”

Ngày nay, dường như pin được bao gồm trong tất cả mọi thứ, từ đồng hồ và điện thoại của chúng tôi đến xe đạp và xe hơi của chúng tôi. Thay vì lấy trộm chúng từ điều khiển TV hoặc tìm chúng ở phía sau ngăn kéo bếp bụi bặm, chúng ta đang tìm cách để giữ cho chúng được sạc và kéo dài tuổi thọ của chúng — và thậm chí có thể thay đổi hoàn toàn cơ sở hạ tầng năng lượng của chúng ta.

Theo báo cáo hồi đầu tháng này trên tờ New York Times, pin khổng lồ đang thay đổi cách Hoa Kỳ sử dụng điện, đặc biệt là ở những khu vực đang sử dụng nhiều nguồn điện tái tạo hơn như năng lượng mặt trời và gió.

Kể từ năm 2020, California, bang sử dụng nhiều năng lượng mặt trời hơn bất kỳ bang nào khác, đã lắp đặt nhiều pin khổng lồ vào lưới năng lượng của mình hơn bất kỳ nơi nào khác trên thế giới ngoài Trung Quốc. Logic rất đơn giản: Bởi vì không có mặt trời vào ban đêm, không có năng lượng mặt trời. Nhưng bằng cách lưu trữ năng lượng dư thừa hấp thụ vào ban ngày trong pin, năng lượng này có thể được sử dụng qua đêm, thay thế một phần nhu cầu về nhiên liệu hóa thạch.

Tương tự như vậy ở Texas, năng lượng gió qua đêm có thể được lưu trữ trong những giờ nhu cầu thấp, để được sử dụng vào ngày hôm sau khi mức sử dụng tăng. Trong ba năm qua, dung lượng lưu trữ pin trên lưới điện của Mỹ đã tăng gấp mười lần và dự kiến sẽ tăng gấp đôi một lần nữa trong năm nay. Như Helen Kou, người đứng đầu bộ phận phân tích năng lượng của Hoa Kỳ tại BloombergNEF nói với Times, “Pin đang nhanh chóng chuyển từ các ứng dụng thích hợp này sang chuyển một lượng lớn năng lượng tái tạo sang giai đoạn nhu cầu cao điểm.”

Nhưng chỉ riêng pin sẽ không khắc phục được sự phụ thuộc của chúng ta vào nhiên liệu hóa thạch. Pin lithium ion vẫn chủ yếu được sản xuất tại Trung Quốc, khiến tính sẵn có trở thành một vấn đề, trong khi chúng cũng trở thành một nguy cơ hỏa hoạn. May mắn thay, công nghệ pin tiếp tục phát triển, và cùng với nó, tiềm năng cho các khả năng mới.

Một sự đổi mới là sự phát triển của pin dòng chảy, lưu trữ năng lượng thông qua nước muối. Để sạc pin, nước được tách thành axit và bazơ, được lưu trữ trong các bể riêng biệt. Khi tái tổ hợp, phản ứng giải phóng năng lượng. Theo báo cáo của Imperial College London, Jiajun Cen đã phát triển ý tưởng này khi học ở đó và hiện đang lãnh đạo AquaBattery, công ty vừa nhận được 6 triệu euro đầu tư hạt giống để giúp đưa công nghệ này ra thị trường.

Lưu trữ năng lượng cũng có thể được biến đổi bởi các cấu trúc vật liệu mới, cho phép các tụ điện trong xe điện và các thiết bị khác giữ điện tích lâu hơn nhiều.

Live Science đã đề cập đến một bước đột phá gần đây - được các nhà khoa học vô tình thực hiện - thành “cấu trúc dị hình” với một đặc tính mới làm giảm tốc độ tiêu tán năng lượng qua vật liệu. Các tụ điện mới này có khả năng chứa mật độ năng lượng cao hơn 19 lần và có thể là nền tảng cho các loại pin cải tiến trên cả thiết bị tiêu dùng và hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện.