Các nhà nghiên cứu tại Mỹ đã phát triển một loại pin nhiệt bằng bê tông có khả năng thu hồi và lưu trữ lượng nhiệt thải phát sinh trong quá trình làm mát trung tâm dữ liệu, sau đó tái sử dụng cho hệ thống làm mát, sưởi ấm hoặc các quy trình công nghiệp. Giải pháp này được kỳ vọng sẽ nâng hiệu quả sử dụng năng lượng và mở rộng khả năng khai thác nguồn nhiệt vốn lâu nay thường bị thải bỏ.

Theo TechRadar ngày 14/10/2026 (giờ địa phương), nhóm nghiên cứu tại Đại học Lehigh đã chế tạo một hệ thống lưu trữ nhiệt có thể hấp thụ nhiệt sinh ra từ thiết bị tính toán trong trung tâm dữ liệu và cung cấp lại khi có nhu cầu sử dụng.

Điểm cốt lõi của công nghệ là không xả nhiệt ra môi trường ngay trong quá trình làm mát. Thay vào đó, nhiệt được gom vào một bộ lưu trữ riêng để khai thác vào thời điểm phù hợp. Do nhiệt lượng phát sinh thay đổi theo tải máy chủ, trong khi nhu cầu sử dụng nhiệt không phải lúc nào cũng trùng với thời điểm tạo ra, pin nhiệt được thiết kế để giải quyết độ lệch này và nâng hiệu quả tận dụng nhiệt thải.

Nguyên mẫu hiện có dung lượng lưu trữ 150 kWh. Trong thử nghiệm, thiết bị chịu được nhiệt độ tối đa 500°C và đạt hiệu suất hơn 70% trong một chu kỳ nạp - xả hoàn chỉnh, cho thấy phần lớn năng lượng nhiệt lưu trữ có thể được thu hồi để tái sử dụng.

Hệ thống kết hợp vật liệu nền xi măng được thiết kế chuyên biệt với ống nhiệt siphon. Bộ phận này giúp truyền nhiệt nhanh bên trong khối lưu trữ. Nhóm nghiên cứu gọi cấu trúc kết hợp nhiều cơ chế tích nhiệt trong nền bê tông là "mảng lai", nhằm vừa tăng tốc độ truyền nhiệt, vừa duy trì nhiệt độ ổn định hơn để có thể cấp nhiệt theo nhu cầu.

Hệ thống có thể được nạp nhiệt theo hai cách. Thiết bị vừa có thể thu hồi trực tiếp nhiệt thải từ máy chủ trong trung tâm dữ liệu, vừa hỗ trợ gia nhiệt bằng điện cho khối lưu trữ. Cách vận hành này cho phép hệ thống linh hoạt hơn, có thể tích nhiệt khi có nguồn nhiệt thải và bổ sung bằng điện tùy theo điều kiện cung ứng năng lượng.

Một điểm đáng chú ý là nhiệt thu hồi từ trung tâm dữ liệu có thể được nâng lên ngưỡng 120-220°C để khai thác. Mức nhiệt này đủ để cấp cho chiller hấp thụ, qua đó giảm phụ thuộc vào hệ thống làm lạnh dùng điện. Nhiệt lưu trữ cũng có thể được sử dụng cho các quy trình sấy, sưởi ấm khu vực và nhiều nguồn nhiệt công nghiệp khác.

Việc kết nối nguồn nhiệt thải từ trung tâm dữ liệu với nhu cầu năng lượng bên ngoài được đánh giá có ý nghĩa thực tiễn lớn. Trước đây, lượng nhiệt cần loại bỏ để duy trì hoạt động ổn định của máy chủ thường bị xả ra không khí. Với hệ thống lưu trữ nhiệt, nguồn nhiệt này có thể được chuyển tới các cơ sở công nghiệp lân cận hoặc mạng lưới sưởi ấm khu vực. Dù vậy, khả năng triển khai thực tế vẫn phụ thuộc vào khoảng cách tới nơi tiêu thụ nhiệt, chi phí hạ tầng như đường ống và yêu cầu nhiệt độ của từng ứng dụng.

Khả năng ứng dụng của công nghệ không chỉ dừng ở làm mát và sưởi ấm. Nhóm nghiên cứu cho biết nhiệt lưu trữ còn có thể cấp cho hệ thống chu trình Rankine nhiệt độ thấp để phát điện, đồng thời có thể mở rộng quy mô triển khai từ mức kilowatt lên megawatt. Công nghệ này cũng được xem là phù hợp với các hệ thống nhiệt mặt trời nhiệt độ cao, góp phần giảm phát thải công nghiệp và hỗ trợ phát điện theo nhu cầu.

Việc tách biệt thời điểm lưu trữ và thời điểm sử dụng cũng có thể mang lại lợi ích cho vận hành trung tâm dữ liệu. Tải máy chủ và nhu cầu làm mát thường biến động theo từng khung giờ, trong khi pin nhiệt cho phép lưu lại lượng nhiệt thải ngay cả khi chưa thể sử dụng ngay lập tức, rồi cấp trở lại vào thời điểm cần thiết. Cách tiếp cận này giúp tăng tỷ lệ khai thác nhiệt và nâng độ linh hoạt trong điều phối năng lượng tổng thể.

Theo nhóm nghiên cứu, dự án đã vượt qua giai đoạn nghiên cứu ban đầu và đang bước sang giai đoạn thương mại hóa tiếp theo. Công nghệ này nhận được một phần hỗ trợ từ nguồn vốn liên bang của Mỹ trong lĩnh vực năng lượng và hiện đã được cấp phép cho một doanh nghiệp năng lượng tư nhân. Trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục phát triển công nghệ theo hướng tích hợp với hạ tầng năng lượng hiện có.

Dù vậy, công nghệ vẫn cần thêm quá trình kiểm chứng để xác nhận liệu hiệu năng ghi nhận ở nguyên mẫu có thể được tái lập đầy đủ trong các trung tâm dữ liệu quy mô lớn hay không. Các yếu tố cần đánh giá thêm gồm tổn thất trong quá trình lưu trữ và thu hồi nhiệt, chi phí xây dựng hệ thống cũng như độ ổn định khi vận hành dài hạn.

Trong bối cảnh trí tuệ nhân tạo khiến mức tiêu thụ điện và nhu cầu làm mát tại các trung tâm dữ liệu tăng nhanh, công nghệ lưu trữ và tái sử dụng nhiệt thải đang nổi lên như một hướng đi nhằm nâng hiệu quả năng lượng. Nếu pin nhiệt bằng bê tông được thương mại hóa thành công, giải pháp này có thể góp phần hình thành mô hình tuần hoàn năng lượng, đưa phần nhiệt vốn bị lãng phí trở lại phục vụ làm mát, sưởi ấm và các quy trình công nghiệp.