Mỹ tài trợ mở rộng quy mô công nghệ quang điện nhiệt

Tiên phong có hãng Antora Energy ở California đã nhận được khoản tài trợ trị giá hơn 4 triệu USD từ Ủy ban Năng lượng California (CEC) để mở rộng quy mô công nghệ quang điện nhiệt thành điện, có thể lưu trữ năng lượng tái tạo dưới dạng nhiệt trong các khối carbon rắn.

Quang điện nhiệt (Thermophotovoltaics – TPV) là công nghệ sản xuất điện sử dụng bức xạ nhiệt để tạo ra điện trong các tế bào quang điện. Hệ thống TPV thường bao gồm một bộ phát nhiệt có thể đạt tới nhiệt độ cao, gần hoặc cao hơn 1.000 độ C và một tế bào diode quang điện có thể hấp thụ các photon phát ra từ nguồn nhiệt. Công nghệ này đã thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ vì nó có thể thu được ánh sáng mặt trời trong toàn bộ quang phổ mặt trời và có tiềm năng kỹ thuật để vượt qua giới hạn Shockley-Queisser của quang điện truyền thống. Tuy nhiên, hiệu suất theo báo cáo cho đến nay vẫn còn quá thấp để có thể thương mại hóa, vì các thiết bị TPV vẫn bị tổn thất quang học và nhiệt.

Tế bào TPV được gắn trên tản nhiệt được thiết kế để đo hiệu suất của tế bào TPV. Nguồn: A LaPotin

Nguồn tài trợ của Antora Energy đến từ chương trình Phí đầu tư chương trình điện (EPIC) của CEC và một chương trình khác tại Cơ quan Năng lượng-Dự án Nghiên cứu tiên tiến của Bộ Năng lượng. Andrew Ponec, người đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Antora Energy cho biết, khoản tài trợ bổ sung sẽ đẩy nhanh hơn nữa việc sản xuất công nghệ quang điện nhiệt của Antora Energy. “Với TPV, Antora có khả năng khử cacbon toàn bộ nhu cầu năng lượng của các cơ sở công nghiệp lớn – cả nhiệt và điện – mở ra con đường nhanh nhất, ít tốn kém nhất để ngành công nghiệp đạt mức phát thải ròng bằng 0 hay Net Zero”, Antora Energy cho hay.

Antora Energy cho biết, pin nhiệt của họ cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí để lưu trữ năng lượng và sản xuất nhiệt và điện công nghiệp ở nhiệt độ cao theo yêu cầu. Cho đến nay, các quá trình chuyển đổi nhiệt thành điện về mặt lịch sử đòi hỏi phải có máy móc lớn với nhiều bộ phận chuyển động. “Hãy nghĩ đến tua bin hơi nước và động cơ đốt trong – những công nghệ đã thống trị trong nhiều thế kỷ – đòi hỏi phải bảo trì liên tục, tốn kém và chỉ hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí ở quy mô lớn”, Jonah Steinbuck, giám đốc R&D của CEC cho hay.

Tuy nhiên, tế bào quang điện nhiệt của Antora Energy có dạng mô-đun và có thể sản xuất thuận lợi nên hiệu quả và chi phí của chúng không phụ thuộc vào quy mô – cho phép triển khai hiệu quả về mặt chi phí từ kilowatt đến gigawatt. Điều này đồng nghĩa, nó có thể giúp thay thế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong các quy trình trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, sản phẩm giấy, hóa chất, thép và xi măng.

Công nghệ của Antora Energy đáp ứng sản xuất trên quy mô lớn và thực tế đã chứng minh hiệu suất chuyển đổi nhiệt thành điện cao hơn 40%. Đầu năm nay, Antora Energy đã xây dựng một dây chuyền sản xuất chuyên dụng cho tế bào quang điện nhiệt, dây chuyền đầu tiên thuộc loại này trên thế giới đặt tại Sunnyvale, California và có công suất ban đầu là 2MW pin mỗi năm.

Pin nhiệt được chế tạo để giải quyết nhu cầu năng lượng trên hầu hết mọi lĩnh vực công nghiệp và có thể tạo ra sự phân nhánh lớn trong các lĩnh vực ngoài sản xuất, bao gồm lưới điện, năng lượng từ xa và các lĩnh vực khác.

Tháng 12 năm ngoái, Antora Energy thông báo đã mua lại Medley Thermal – một nhà phát triển và công ty phần mềm chuyên về hệ thống chuyển đổi năng lượng thành nhiệt có thể tái tạo nhằm giúp thương mại hóa công nghệ nhiệt và năng lượng của mình trong tương lai gần.