Bột Mì Vĩnh Cửu là tên một tiểu thuyết khoa học viễn tưởng của nhà văn Liên Xô cũ Alexander Belyayev, từng được độc giả sinh sống ở Việt Nam sau 30/04/1975 biết đến. Bột Mì Vĩnh Cửu kể về một ngôi làng chài nghèo khổ, túng thiếu, đã tưởng nhờ bột mì vĩnh cửu mà dân làng sẽ được ăn no, thoát khỏi cảnh khổ, đói khát triền miên. Nhưng cuối cùng bột mì vĩnh cửu đã trở thành một thảm họa. Có vẻ như đối với con người, bất luận ở đâu, khái niệm vĩnh cửu (tồn tại vĩnh viễn, xài không bao giờ hết) luôn thôi thúc con người tìm kiếm, khám phá. Lần này người ta biết đến một loại pin (battery) có tuổi thọ vĩnh viễn, bền vững – Built to last!
Loại pin này do công ty Imergy Power System, có trụ sở chính tại Silicon Valley, nghiên cứu. Imergy Power System thoạt nhìn không giống những công ty đình đám tọa lạc ở đây. Công ty không có những thế hệ kỹ sư trẻ trên dưới 20 tuổi (20-somethings), chuyên lái những chiếc xe gắn máy hai bánh (scooters), thích đàn đúm, la cà tại các coffee shop, laptop với Wifi. Imergy Power System chỉ có những vị kỹ sư đứng tuổi – đủ để khiếu nại các hãng xưởng về tội đối xử phân biệt tuổi tác (age-discrimination) nếu như họ bị chê là đã già. Các vị kỹ sư đáng kính này mặc áo blouse trắng, thứ đồng phục vẫn nhìn thấy tại các phòng thí nghiệm. Ngay tuổi của Chief Executive của Imergy Power System cũng đã là 61 tuổi – tức tương đương với tuổi trung bình 120 năm của Silicon Valley, giống như cách tính tuổi thọ của loài chó; nếu chúng sống được 16 năm tương đương với 80-120 tuổi nơi người (tùy theo size của các giống chó, size càng lớn số tuổi thọ sẽ càng ngắn hơn).
Giữa thời đại kỹ nghệ khoa học phát triển, người ta nghĩ đến những phát minh to tát, thiên về mặt nổi. Ít người nghĩ tới những hoạt động nghiên cứu khoa học lặng thầm. Ví dụ khi nói tới kỹ nghệ máy móc điện tử cá nhân, người ta nghĩ tới những thế hệ điện thoại thông minh, những máy vi tính cực nhanh. Ít ai nghĩ tới những cục pin – một thành phần quan trọng của các sản phẩm điện tử này. Không có chúng máy móc không thể hoạt động được. Nhưng Imergy Power System không nghiên cứu những softwares hoặc những apps giá trị hàng chục tỷ Mỹ kim, mà phát triển những thế hệ pin có khả năng vận hành tất cả những sản phẩm điện tử của thế giới.
Gần đây chúng ta thường nghe nói về năng lượng sạch, hoặc năng lượng xanh (green energy) chủ yếu sử dụng ánh sáng mặt trời và sức gió. Tuy nhiên vấn đề gay cấn nằm ở chỗ ánh sáng mặt trời lúc mạnh lúc yếu, lúc có lúc không. Gió đâu phải lúc nào cũng thổi đều đặn. Vì vậy nắm thế chủ động nguồn điện được coi là một thách đố gay cấn đối với các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực năng lượng. (Nên) nếu Imergy Power System chế tạo được loại pin vĩnh cửu, điều này có nghĩa lịch sử năng lượng điện của loài người sẽ chứng kiến một bước đột phá lớn. Hãy hình dung: Một cục pin 250-kilowatt đựng trong một thùng container kích thước 40-foot sẽ cung cấp đủ điện năng cho một khu nhà 40 căn hộ được sử dụng trong nay mai với độ bền vĩnh cửu.
Tên gọi của thế hệ pin vĩnh cửu này là VRFB (vanadium redox flow battery). Lõi của pin VRFB gồm có hai chất lỏng chứa điện tích âm và dương đựng trong hai khoang cách biệt. Khi hai chất lỏng chứa điện tích âm và dương này được bơm đến màng tiếp xúc (membrane), phản ứng hóa học sẽ diễn ra. Kết quả là sản phẩm điện năng được chế tạo.

Trong quá khứ các chất lỏng chứa điện tích không mới lạ gì đối với con người. Tuy nhiên vanadium là một nguyên tố hóa học (ký hiệu V) rất tuyệt vời, xuất hiện tự nhiên và có khả năng tồn tại ở cả hai dạng điện tích (electrolyte) âm và dương, điều này giúp vanadium trở thành ứng cử viên đáng gờm so với những loại dung dịch khác chứa các điện tích âm, dương khác vốn dễ bị nhiễm tạp (contaminated) và có chiều hướng bị phân hủy (degraded) sau nhiều lần tham gia các phản ứng hóa học trong quá trình tạo ra nguồn điện. Dĩ nhiên so với pin rắn, như pin solid-state lithium-ion, VRFB là dạng pin lỏng nên thiếu hẳn những tính năng ưu việt như cường độ dòng điện (trên cùng một thể tích). Nhưng ưu thế của VRFB nằm ở chỗ nguyên tố vanadium không mất đi khả năng hóa tính sau nhiều năm sử dụng. Nó luôn giữ được những đặc tính lý hóa nguyên thủy. Vì vậy về lâu dài, VRFB là một loại pin khả thi xét về nhiều mặt, hấp dẫn giới đầu tư cũng như người tiêu dùng.
Nói nôm na, theo lời Bill Watkins, Chief Executive của Imergy Power System, thì các thế hệ pin VRFB sẽ là pin vĩnh cửu. Độ bền của chúng rất cao. Giá thành tất nhiên chưa thể rẻ trong lúc này. Vậy ảnh hưởng của các thế hệ pin VRFB đối với xã hội rồi đây sẽ như thế nào? Liệu sẽ có những cuộc chiến gay gắt giữa các đối thủ hiện đang phân chia thâu tóm ảnh hưởng trên thị trường năng lượng? Liệu sự ra đời của pin VRFB sẽ khiến sân chơi thị trường năng lượng trở nên sôi động, gay cấn hơn? Chỉ biết, theo Bill Watkins, nhiều người sẽ nói: Tôi không cần mua điện của bất cứ công ty nào. Tôi sẽ mua một cục pin vĩnh cửu lắp ráp cho ngôi nhà của tôi.
Mô hình của thế hệ pin VRFB không mới lạ gì. Một nhà khoa học Úc tên Maria Skyllas-Kazacos đã khám phá ra kỹ thuật ứng dụng này năm 1985 (cách đây gần 30 năm) nhưng dạo đó để có được nguyên tố vanadium tinh luyện vốn rất cần thiết cho các loại pin VRFB giá thành rất cao. Ngoài ra, vanadium ngày đó dễ bị phân hủy ở nhiệt độ chỉ cần cao khoảng 35 độ C (95 độ F). Nên ý tưởng chế tạo và sử dụng pin VRFB rộng rãi đã bị loại khỏi tầm chú ý của các nhà đầu tư.
Chủ tịch của Imergy Power System, Tim Hennessy, cho biết công ty có thể cắt giảm nhiều chi phí sản xuất, còn chi phí chế tạo dung dịch chứa các điện tích (từ nguyên tố vanadium tinh luyện) không thể nào hạ thấp được. Đó là lý do tại sao pin VRFB không rẻ. Nên biết bản thân Tim Hennessey đã từng mở một hãng chế tạo pin sử dụng nguyên tố vanadium ở China.
Vậy, pin VRFB của Imergy Power System lần này có gì mới? Kỹ thuật trưởng Majid Keshavarz của Imergy Power System cho biết họ chế tạo ra một loại hóa chất sử dụng vanadium có độ tinh luyện không cần quá cao. Ví dụ như các loại pin VRFB của Imergy Power System chỉ cần vanadium chiết xuất từ xỉ quặng sắt, dầu cặn, hoặc tro than từ các nhà máy phát điện. Điều này cho phép Imergy Power System có được khả năng cạnh tranh khi bắt tay vào nghiên cứu sản phẩm này vì giá thành giảm khi sử dụng vanadium loại thường.
Ngoài ra, Imergy Power System còn cho biết họ sẽ chế tạo ra loại pin mới trong đó nguyên tố vanadium sẽ hoạt động tốt ở nhiệt độ 55 độ C (131 độ F) mà không cần đến hệ thống làm lạnh; như vậy thị trường pin VRFB của Imergy Power System có thể nói là toàn cầu. Hiện tại Imergy Power System chưa tung ra các sản phẩm của mình mà chỉ sử dụng thí điểm tại Ấn Độ và tại phòng thí nghiệm ở California. Họ cũng đang liên kết với China để tránh tình trạng khi sản phẩm của họ tung ra sớm muộn gì cũng sẽ bị China ăn cắp công thức, mẫu mã. Vậy, thà đi trước một bước sẽ vẫn tốt hơn.
Câu hỏi được đặt ra: Liệu Imergy Power System có thực hiện được tham vọng của họ? Tất nhiên tiền bạc và lợi nhuận luôn có hấp lực riêng, kích thích một phần không nhỏ những dự án nghiên cứu khoa học ứng dụng. Ít nhất lợi nhuận đã góp phần thúc đẩy giới đầu tư biến những khám phá khoa học trở thành những sản phẩm thiết thực trong cuộc sống. Hiển nhiên mục tiêu của Imergy Power System không phải là một ngoại lệ mà nhắm tới khả năng có những sản phẩm có sức cạnh tranh, đem về những hứa hẹn lợi nhuận tài chánh. Biết đâu lần này những thế hệ pin vĩnh cửu sẽ ra đời, bài toán năng lượng sẽ được giải đáp. Nhất là trong bối cảnh nhiên liệu hóa thạch của trái đất mỗi lúc một giảm dần, pin vĩnh cửu VRFB của Imergy Power System sẽ trở thành một cứu cánh cần thiết, đặc biệt với những nước nghèo, chậm phát triển ở Châu Phi hay ở Ấn Độ.

Nguyễn Thơ Sinh