Năng lượng mặt trời ngày càng trở nên phổ biến khi giá thành không còn quá cao. Tuy nhiên, một ngôi nhà vẫn cần phải kết nối với lưới điện nếu muốn duy trì hoạt động hàng ngày bởi các tấm pin mặt trời không dự trữ được năng lượng trong thời gian dài.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã phát triển một thiết bị cải tiến hơn, có thể vừa khai thác vừa lưu trữ năng lượng mặt trời với hy vọng một ngày nào đó sẽ mang điện đến các khu vực nông thôn và kém phát triển.

Đã có nhiều giải pháp sáng tạo ra đời nhằm giải quyết vấn đề lưu trữ năng lượng, ví dụ như pin khổng lồ. Trong một bài nghiên cứu vừa được công bố gần đây trên tạp chí Chem, các nhà khoa học đang cố gắng cải thiện pin năng lượng mặt trời thành một loại pin tích hợp hoạt động theo ba cách khác nhau.

Tác giả nghiên cứu, Song Jin, một nhà hóa học tại Đại học Wisconsin, giải thích: “Loại pin này có thể hoạt động giống như một pin mặt trời thông thường, chuyển hoá ánh sáng mặt trời thành điện năng ngay lập tức, cũng có thể dự trữ năng lượng mặt trời và đơn giản hơn, sạc được như các loại pin bình thường khác”.

Đây là sự kết hợp của hai công nghệ hiện có: pin năng lượng mặt trời và pin lỏng. Hiện nay, loại pin được sử dụng phổ biến nhất là pin li-on (pin sạc), lưu trữ năng lượng trong vật liệu rắn như kim loại. Ngược lại, pin lỏng lưu trữ năng lượng trong các thùng chứa chất lỏng bên ngoài. Điều này đồng nghĩa với việc dễ dàng mở rộng quy mô cho các dự án lớn.

“Để mở rộng quy mô tất cả các thành phần của pin li-on sẽ cần đầu tư rất nhiều về kỹ thuật, nhưng với pin lỏng, bạn chỉ cần làm những bể chứa lớn hơn”, Timothy Cook, một nhà hóa học tại Đại học Buffalo đồng thời là một chuyên gia về pin năng lượng, chia sẻ.

Dù không tham gia vào dự án này, ông vẫn đánh giá khá cao sự kết hợp trên: “Các nhà khoa học thực sự đã đơn giản hóa cách phát triển năng lượng pin. Chúng ta không chế tạo pin lỏng để cấp nguồn cho điện thoại di động. Chúng ta cần nghĩ về năng lượng các tòa nhà hoặc các khu công nghiệp”.

Jin và nhóm của ­ông là những người đầu tiên kết hợp hai tính năng trên. Họ đã nghiên cứu về pin năng lượng trong nhiều năm và hiện tại đã đạt được 14,1 % hiệu năng. Jin gọi đây là “hiệu quả tái sử dụng” bởi hiệu quả đạt được từ việc lấy, lưu trữ và sử dụng năng lượng.

Jin nói: “Chúng tôi có thể đạt hiệu suất 20% trong vài năm tới. Tôi nghĩ 25% tái sử dụng không phải là vấn đề”.

Ngoài việc cải thiện hiệu quả, Jin và nhóm của ông hướng tới phát triển một thiết kế tốt hơn, sử dụng những vật liệu rẻ hơn. Sáng chế vẫn đang ở giai đoạn kiểm chứng nhưng ông tin rằng nó có thể mang lại tác động lớn ở các khu vực kém phát triển không có lưới điện hay cơ sở hạ tầng thích hợp.

“Ở đó, bạn có thể có một thiết bị tầm trung như thế này hoạt động độc lập”, ông nói, “Pin có thể hấp thụ ánh sáng vào ban ngày và cung cấp điện vào buổi tối”.

Jin cho biết thêm, trong nhiều lĩnh vực, điện năng có thể là nhân tố thay đổi bởi mọi người có thể kết nối với nhau hơn, nhiều phòng khám có thể được mở, nhờ đó, cải thiện chất lượng chăm sóc sức khoẻ cho người dân.

Ông Cook cũng lưu ý rằng, nếu pin năng lượng mặt trời có thể thu nhỏ, nó sẽ vẫn có ích với cả những nước phát triển như Hoa Kỳ.

“Ở Mỹ có thể có rất nhiều cơ sở hạ tầng điện, nhưng với một thiết bị như vậy, chúng ta có thể ngắt kết nối với các lưới điện, thay vào đó, sử dụng năng lượng cá nhân cho những gì chúng ta cần ngay tại địa phương mình. Điều đó có thể giúp chúng ta bớt phụ thuộc vào các năng lượng gây hại cho môi trường”, ông Cook chia sẻ.