Pin cát gồm một thùng chứa cát cách nhiệt với các ống dẫn nhiệt được nhúng trong cát. Silicon dioxide (cát) có thể lưu và ổn định nhiệt lên đến 1.000 độ C dùng để sưởi ấm hoặc làm mát.
Pin từ cát
Ba nhà sáng lập Alternō, gồm Kent Nguyễn, Hồ Việt Hải và Nguyễn Quốc Nam, cùng sinh năm 1985, đang nỗ lực khởi nghiệp với công nghệ lưu trữ năng lượng mới tại Việt Nam, gọi là pin cát.
Họ đã phát triển một loại pin đặc biệt làm từ cát, có khả năng lưu trữ nhiệt lượng trong thời gian dài, không gây phát thải carbon và chi phí thấp. Điều này không chỉ giúp giảm tác động tiêu cực đối với môi trường mà còn mang lại hiệu suất cao trong quá trình sử dụng. Nhóm đã thành lập một công ty để thương mại hóa sản phẩm lấy tên là Alternō, có nghĩa là “năng lượng thay thế”.
Năm 2022, Kent Nguyễn bắt đầu tìm hiểu sâu về các giải pháp công nghệ cho phát triển bền vững và tình cờ biết đến pin cát. Anh khát khao đưa công nghệ này về Việt Nam. Pin cát là một thiết bị lưu trữ nhiệt nhận được nhiều sự quan tâm trên thế giới.
Năng lượng dư thừa trong mùa Hè hay từ tấm pin mặt trời trên mái nhà sẽ được chuyển thành nhiệt giữ trong pin. Đây là một phương pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả về chi phí.
Với lớp cách nhiệt phù hợp, năng lượng nhiệt trong pin có thể được lưu trữ trong nhiều tháng. Nhóm nhận thấy ở Việt Nam, pin cát sẽ có phạm vi ứng dụng vô cùng lớn trong nông nghiệp - ở các nhà máy sấy trà, lúa, cà phê…
Việt Nam là nước nông nghiệp, việc ứng dụng vào sấy nông sản sẽ mở ra triển vọng rất lớn. Công nghệ này giảm thiểu đáng kể lượng năng lượng tiêu thụ so với quy trình sấy khô truyền thống bằng than đá, củi, dầu diesel. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí năng lượng mà còn giảm lượng khí thải CO2.
Thành viên Nguyễn Quốc Nam cho biết, thiết lập cơ bản của một hệ thống pin cát gồm một thùng chứa cát cách nhiệt với các ống dẫn nhiệt được nhúng trong cát. Silicon dioxide (cát) có thể lưu và ổn định nhiệt lên đến 1.000 độ C. Khi sử dụng, nhiệt từ pin cát sẽ được xả qua đường ống dẫn để sưởi ấm hoặc làm mát cho các tòa nhà trong các ứng dụng ở phương Tây, như Phần Lan.
 |
Giảm đến 50% chi phí
Thành viên Hồ Việt Hải cho biết, nguyên lý hoạt động của pin cát khá đơn giản. Chúng là những thùng thép cách nhiệt, chứa đầy cát mịn bên trong. Trong lõi là những thanh thép được nối với nguồn điện bên ngoài để nung cát nóng đến 600 độ C. Nhiệt này được lưu trong cát thành “kho nhiệt”.
Pin cát Alternō có các lớp cách nhiệt và đường ống đặc biệt bên trong do các kỹ sư cùng các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Singapore (trường cũ của Kent Nguyễn) thiết kế, giúp giữ nhiệt lâu đến vài tháng. Các cảm biến nhiệt độ cũng được đặt ở nhiều khu vực trong lõi để theo dõi sự phân bố nhiệt của cát.
Khi cần lấy nhiệt ra khỏi kho, một chiếc quạt sẽ thổi không khí mát từ bên ngoài vào, qua hệ thống đường ống trong lõi cát làm không khí trong ống nóng lên và dẫn ra bên ngoài, vào máy sấy. Khi ra khỏi lõi cát, nhiệt độ của luồng khí có thể điều chỉnh giảm xuống mức 100 - 200 độ C, phù hợp với nhu cầu sấy các sản phẩm khác nhau.
Pin cát lấy năng lượng từ các nguồn tái tạo tại chỗ như điện gió, điện Mặt trời mái nhà. Trong mùa Hè, các nguồn năng lượng tái tạo rất dồi dào, thậm chí dư thừa và không có chỗ để xả.
“Với hệ thống sấy khô này, các nhà máy và nông dân có thể giảm chi phí năng lượng của mình, cải thiện chất lượng sản phẩm và giảm tác động đến môi trường. Chẳng hạn, trong một dự án với một nhà máy chế biến trà ở Việt Nam, việc sử dụng hệ thống sấy khô của chúng tôi giúp giảm chi phí năng lượng sấy khô trà bằng than lên đến 50% trong khung 20 năm.
Điều này không chỉ giúp nhà máy tiết kiệm được một lượng đáng kể chi phí mà còn giúp cải thiện chất lượng trà nhờ quy trình sấy khô nhẹ nhàng hơn.
Ngoài ra, nếu so sánh cùng công suất sấy thì công nghệ của chúng tôi sẽ chỉ bằng 11% chi phí nếu sấy bằng dầu diesel hoặc 8% so với sấy bằng hệ thống năng lượng Mặt trời kết hợp lưu trữ với pin lithium.
Đặc biệt, với các máy sấy điện phổ biến thì giải pháp của chúng tôi tiết kiệm 1/5 chi phí trong cùng khung thời gian tương tự”, Hồ Việt Hải nói.
Các cục pin có thể sản xuất với những công suất khác nhau theo các mô hình thương mại đã được thử nghiệm thành công. Hiện tại, nhóm đang tiếp tục nghiên cứu để mục tiêu duy trì nhiệt lượng trong pin trên mức 1.000 độ C.
