How scientists turn lakes into giant batteries

Translator: NguyenNgoc HanhDung Reviewer: Thu Ha Tran

As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery

Tính đến năm 2020, pin ion liti lớn nhất thế giới

is hooked up to the Southern California power grid

được nối với mạng lưới điện Nam Califonia

and can provide 250 million watts of power,

và có thể cung cấp 250 triệu W điện năng,

or enough to power about 250,000 homes.

đủ điện năng cho khoảng 250,000 hộ gia đình.

But it’s actually not the biggest battery in the world:

Nhưng thực ra nó lại không phải là pin lớn nhất thế giới

these lakes are.

mà là những hồ nước.

Wait— how can a pair of lakes be a battery?

Chờ đã - làm thế nào cặp hồ này lại là một nguồn pin.

To answer that question, it helps to define a battery:

Để trả lời câu hỏi trên, cần phải hiểu về pin đã.

it’s simply something that stores energy and releases it on demand.

Nó đơn giản là nơi dự trữ năng lượng và giải phóng theo nhu cầu.

The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars

Những pin ion liti cung cấp điện năng cho điện thoại, laptop và xe hơi

are just one type.

là cùng một loại.

They store energy in lithium ions.

Chúng trữ điện năng trong các ion liti.

To release the energy, the ions are separated from their electrons,

Để giải phóng năng lượng, các ion tách ra khỏi electron của chúng,

then rejoined at the other end of the battery

và kết nối lại tại cực khác của pin

as a new molecule with lower energy.

thành một nguyên tử mới với mức năng lượng thấp.

How do the two lakes store and release energy?

Làm thế nào để hai cái hồ có thể trữ và giải phóng năng lượng?

First, one is 300 meters higher than the other.

Đầu tiên, một hồ nằm cao hơn 300m so với cái còn lại.

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

Điện năng giúp bơm hàng tỉ lít nước

from the lower lake to the higher one.

từ hồ ở thấp lên hồ trên cao.

This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.

Việc này cung cấp năng lượng cho nước dưới dạng thế năng.

Then, when there’s high demand for electricity,

Sau đó, khi có nhu cầu cao về điện,

valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill

van mở, giải phóng năng lượng bằng cách để nước chảy xuống dưới

to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power

kích hoạt sáu tua bin mà có thể tạo ra ba triệu W điện năng

for 10 hours.

trong mười giờ.

We’re going to need more and more giant batteries.

Chúng ta đang cần nhiều pin khổng lồ hơn

That’s because right now, generating enough electricity to power the world

bởi vì hiện nay, việc sản xuất đủ điện năng cho cả thế giới

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

gây ra lượng lớn khí thải nhà kính:

14 billion tons per year.

14 bỉ tấn mỗi năm.

We’ll need to get that number down to net-zero.

Chúng ta phải giảm con số ấy xuống gần bằng không.

But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.

Thế nhưng, nhiều nguồn năng lượng sạch không thể sản xuất điện liên tục 24/7.

So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.

Để chuyển hướng giải quyết, chúng ta cần dự trữ điện năng khi cần.

That means we need grid-scale batteries:

Có nghĩa là chúng ta cần mạng lưới pin

batteries big enough to power multiple cities.

lớn đến mức có thể cung cấp điện đồng thời cho nhiều thành phố.

Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far

Đáng tiếc, cả hai loại pin mà chúng ta đã nói đến

can solve this problem.

không thể giải quyết được.

The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,

Pin từ hồ nước cần vị trí địa lý phù hợp, chiếm diện tích lớn,

and has high upfront costs to build.

và cũng rất tốn kém để xây dựng.

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

Trong khi đó, pin liti khổng lồ ở California,

can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.

có thể cung cấp cho khoảng 250 000 hộ gia đình, nhưng chỉ trong một giờ.

Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.

Pin liti là lựa chọn lý tưởng cho những thiết bị không cần nhiều năng lượng.

But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.

Nhưng để trữ nhiều năng lượng, chúng phải thật nặng và khồng lồ.

That’s why electric planes aren’t a thing:

Đó là lý do tại sao máy bay điện không khả thi

the best electric plane can only carry two people

chiếc máy bay điện tốt nhất chỉ có thể chở hai người

for about 1,000 kilometers on one charge,

qua 1000 km đường bay trong một lần sạc,

or its batteries would be too heavy to fly.

hoặc là pin của nó quá nặng để có thể bay.

A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km

Một chiếc máy bay thương mại có thể chở 300 người qua 14 000 km

before refueling.

mới cần tiếp nhiên liệu.

Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.

Pin ion liti cũng cần một lượng kim loại nặng để sản xuất.

These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.

Các tài nguyên đó rất hiếm, việc khai thác cũng gây hại môi trường.

Inventors all over the world are rising to the challenge

Các nhà phát minh trên khắp thế giới đang thi nhau

of making batteries that can meet our needs—

để tạo ra loại pin có thể đáp ứng nhu cầu

many of them even weirder than the two lakes.

rất nhiều sáng kiến còn kì dị hơn cả pin từ hồ nước.

One company is building a skyscraper battery.

Một công ty đang xây dựng tòa pin cao ốc.

When the sun is shining, a crane powered by solar energy

Khi mặt trời chiếu sáng, cần trục chạy bằng năng lượng mặt trời

piles blocks on top of each other in a tower.

chồng các khối lên nhau thành tháp.

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

Vào đêm, cần trục để trọng lực kéo các khối xuống

and use the resulting power to spin generators.

và sử dụng năng lượng đó để quay máy phát điện.

Though there have been some early setbacks,

Mặc dù đã có một số thất bại ban đầu,

another promising approach involves heating up salts until they melt.

có cách tiếp cận khả thi khác liên quan đến việc làm nóng muối đến nóng chảy.

The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,

Muối nóng chảy có thể trữ cho tới khi nhu cầu điện tăng cao,

then used to boil water.

và nó được dùng để đun sôi nước.

The steam can power turbines that generate electricity.

Hơi nước bốc lên làm quay tua bin tạo ra điện.

Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,

Một ý tưởng khác: pin sinh học được làm từ giấy, chạy bằng vi khuẩn,

and activated by spit.

và kích hoạt bằng cách quẹt.

Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,

Vi khuẩn giải phóng năng lượng dưới dạng electron khi chúng chuyển hóa glucose,

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

và ít nhất một loại vi khuẩn có thể chuyển các điện tử đó

outside its cells, completing a circuit.

ra bên ngoài tế bào của nó, hoàn thành một mạch điện.

While these batteries won’t power a city, or even a house,

Dù những loại pin đó không thể cung cấp cho một thành phố, hay chỉ một ngôi nhà,

they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.

chúng lại không gây lo lắng về chất thải và chi phí như pin truyền thống.

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

Từ những hồ nước rộng lớn trên núi đến vi khuẩn cực nhỏ,

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

từ pin nước biển xóa bỏ nhu cầu về kim loại nặng

to nuclear batteries that power deep space missions,

cho đến pin hạt nhân phục vụ cho sứ mệnh ngoài không gian,

we're constantly rethinking what a battery can be.

chúng ta phải liên tục suy nghĩ có thể làm được pin gì.

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

Chắc rằng có loại pin thú vị đang ẩn náu

just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.

chỉ chờ được khám phá và giúp chúng ta có được một tương lai bền vững.