Hợp chất hóa học pin lithium-ion đã được tối ưu hóa trong nhiều thập kỷ để có thể tích hợp năng lượng vào một thiết bị nhỏ, nhẹ và cung cấp nhiều năng lượng. Một phần của sự tối ưu hóa đó là ở chất điện phân lỏng: pin dựa trên lithium tiêu chuẩn sử dụng dung môi hữu cơ trộn với muối để sạc. Về mặt lý thuyết, pin có thể sử dụng nước làm dung môi, nhưng điều này lại không được áp dụng một cách thường xuyên. Có một lý do chính đáng: điện áp cao thường thấy trong pin lithium-ion, vốn cần thiết để cung cấp năng lượng cao, có thể tách nước thành hydro và oxy.
Tuy nhiên khi nói đến việc xây dựng hệ thống lưu trữ khổng lồ cho mạng lưới điện, cần có sự cân bằng khác: Thay vì tập trung vào việc nạp nhiều năng lượng vào một cục pin nhỏ, các nhà nghiên cứu và các công ty trên hết muốn giảm giá thành của pin. Điều đó mở ra khả năng sử dụng các vật liệu nặng hơn như sắt và kẽm. Với nhu cầu về điện năng và điện áp thấp hơn, các công ty có thể sử dụng nước có trộn muối làm chất điện phân và có thể giúp tiết kiệm chi phí và cũng giúp đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Một số công ty đã ngay lập tức bắt tay vào nghiên cứu lợi ích của việc sử dụng nước trong pin khi họ bắt đầu đạt được tiến bộ trong việc thương mại hóa.
Trước kia, Pin lithium-ion cung cấp năng lượng cho xe điện và máy tính xách tay, hay bất cứ các thiết bị điện tử nào, phải sử dụng dung môi hữu cơ như ethylene cacbonat để sạc điện. Hiện nay, các nhà khoa học đã tìm ra, thứ có thể thay thế đống chất hóa học đầy khó hiểu ấy, đó chính là nước. Và khi chúng ta sử dụng nhiều pin hơn trong các hệ thống lưu trữ lớn trên lưới điện, đó có thể là một lợi ích lớn, chưa kể, nước còn đem lại sự an toàn cho chúng ta khi sử dụng những sản phẩm công nghệ.
Lý do là bởi Pin lithium-ion có thể rất dễ bắt lửa, thường là khi bị hỏng hoặc khi quá nóng do quá tải, gây ra các phản ứng hóa học trong một quá trình gọi là sự thoát nhiệt. Mối lo ngại về pin ngày càng gia tăng khi có vô số những vụ cháy chết người gây nên bởi những thiết bị điện, vậy nên, điều qua trọng và cần thiết nhất là phải có quy định và quy trình kiểm soát thật nghiêm ngặt và chặt chẽ chất lượng chất lượng của pin.
Form Energy là một trong những công ty đi đầu trong việc chế tạo pin thay thế cho lưới điện. Pin của công ty thường được gọi với cái tên hài hước là “pin rỉ sét” vì chúng sử dụng sắt và nước, và các phản ứng tương tự như xảy ra rỉ sét kim loại khi tiếp xúc với độ ẩm. Trang web của Form ca ngợi sự an toàn của pin, nói rằng hệ thống này “không có nguy cơ thoát nhiệt”.
Eos Energy cũng đang chế tạo pin bằng chất điện phân gốc nước, sử dụng kẽm làm thành phần cực âm chính. Francis Richey, Phó Giám đốc nghiên cứu và phát triển của Eos, khi được hỏi những lợi ích hàng đầu của công ty đối với những chiếc pin mới này là gì, và điều đầu tiên ông đưa ra là sự an toàn: “Số một, nó an toàn. Đó là một công nghệ không cháy.”
Tuy nhiên, có rất nhiều thách thức phía trước đối với các loại pin thay thế, chẳng hạn như khó khăn trong việc cạnh tranh về giá: pin lithium-ion đã tồn tại trong nhiều thập kỷ và chi phí đã giảm mạnh. Nhưng dù vậy, vẫn còn đó vô vàn những lợi ích tiềm ẩn của pin nước, khi người dùng có nhiều lựa chọn hơn, bao gồm cả những hệ thống phù hợp có thể giảm bớt lo ngại về an toàn khi lắp đặt pin lớn, cũng như ông Richey đã khẳng định: “số một, đó là an toàn”.
