Trình làng loại pin có thể giúp tận dụng chất thải hạt nhân

Viện nghiên cứu và phát triển hạt nhân quốc gia Nhật Bản đã phát triển thứ mà họ gọi là "pin gốc uranium có thể sạc lại" đầu tiên trên thế giới.

Sản phẩm này có thể mở đường cho việc tận dụng nguồn chất thải phóng xạ được tạo ra trong quá trình sản xuất nhiên liệu hạt nhân.

Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA), uranium được coi là "vật liệu hoạt động" đầy hứa hẹn cho pin có thể sạc lại do các đặc tính hóa học độc đáo của nó, và nhóm nghiên cứu đã xác nhận hiệu suất sạc và xả của pin gốc uranium – sử dụng uranium để kích hoạt phản ứng hóa học và tạo ra điện.

Uranium được sử dụng trong nghiên cứu có cùng đặc tính hóa học với uranium nghèo, một sản phẩm phụ của quá trình làm giàu uranium tự nhiên để làm nhiên liệu hạt nhân. Uranium nghèo hiện không thể được sử dụng làm nhiên liệu trong các lò phản ứng thông thường.

Uranium được coi là 'vật liệu hoạt động' đầy hứa hẹn cho pin có thể sạc lại do các đặc tính hóa học độc đáo của nó, theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Nhật Bản (JAEA). Ảnh: JAEA website

"Những kết quả này dự kiến sẽ cung cấp một giá trị tài nguyên mới cho uranium nghèo", JAEA cho biết trong một thông cáo báo chí công bố ngày 13/3, đồng thời nhấn mạnh tiềm năng của pin gốc uranium trong việc lưu trữ điện dư thừa được tạo ra từ năng lượng tái tạo.

"Pin gốc uranium có thể sạc lại có tiềm năng trở thành một bộ điều tiết năng lượng cho các hệ thống sản xuất năng lượng tái tạo, như các nhà máy điện mặt trời lớn, góp phần hiện thực hóa một xã hội không phát thải carbon", cơ quan này cho biết.

Loại pin mới có bề rộng 10 cm, cao 5 cm, sử dụng chất điện phân chứa uranium cho điện cực âm và chất điện phân chứa sắt cho điện cực dương. Nguyên mẫu có điện áp 1,3 V – gần tương đương với điện áp 1,5 V của pin kiềm tiêu chuẩn.

Pin gốc uranium đã được sạc và xả 10 lần, và hiệu suất của pin hầu như không thay đổi, cho thấy độ ổn định tương đối của nó, JAEA cho biết. Dựa trên công trình này, một đơn xin cấp bằng sáng chế đã được nộp vào ngày 29/11 năm ngoái, JAEA công bố trên trang web của mình.

Theo cơ quan này, nếu việc sản xuất pin gốc uranium có thể sạc lại được mở rộng quy mô và sản phẩm này được đưa vào sử dụng trong thực tế, chúng có thể giúp tận dụng khoảng 16.000 tấn uranium nghèo được lưu trữ tại Nhật Bản, và khoảng 1,6 triệu tấn trên toàn thế giới.

Để tăng dung lượng của pin, cơ quan này có kế hoạch phát triển "pin dòng oxy hóa khử" tuần hoàn chất điện phân bằng máy bơm, bắt đầu từ năm tài chính 2025 trở đi.

Tuy nhiên, việc lắp đặt pin dự kiến sẽ chỉ giới hạn ở các khu vực được kiểm soát bức xạ, chẳng hạn như khuôn viên nhà máy điện hạt nhân.

Minh Đức (Theo Kyodo News, JAEA)