Sản xuất năng lượng từ... giọt nước

Tạp chí Nature số đầu tháng 2/2020 đã đăng tải nghiên cứu của Đại học HồngKông (CUHK) về một loại máy phát điện mới dựa theo nguyên lý: Khi một giọt nước rơi xuống một bề mặt, nó tạo hiệu ứng gợn, mở đường cho việc sản sinh năng lượng từ nguồn nguyên liệu dồi dào và có sẵn này.

Sơ đồ nguyên lý của máy phát điện dựa theo nguyên lý giọt nước rơi xuống bề mặt.

Máy phát điện này được chế tạo với cấu trúc tương tự như một bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET), cho phép chuyển đổi năng lượng cao và mật độ năng lượng tức thời lớn.

Giáo sư Wang Zuankai, tác giả nghiên cứu từ CUHK cho biết, mật độ năng lượng tức thời từ một giọt nước không phải là kết quả của năng lượng bổ sung, mà đơn giản là động năng của nước di chuyển. Ngoài ra, cả nước mưa lẫn nước biển đều có thể được sử dụng để tạo ra điện theo cách này. 

Cũng theo giáo sư Wang Zuankai, để tạo được máy phát điện này cần có  2 yếu tố: Đầu tiên, khi một giọt nhỏ rơi liên tục trên bề mặt polytetrafluoroetylen (PTFE, Teflon), vật liệu có điện tích gần như không đổi, sẽ góp phần tích lũy và lưu trữ điện tích bề mặt mật độ cao. Khi các giọt nước liên tục rơi trên bề mặt PTFE, điện tích bề mặt sẽ tích tụ và dần dần đạt đến độ bão hòa. Phát hiện mới này giúp khắc phục nút thắt mật độ điện tích thấp gặp phải trong các thiết bị trước đó.

Yếu tố thứ hai, một thiết bị có cấu trúc giống như một bóng bán dẫn hiệu ứng trường (field-effect transistor - FET). Theo đó, một điện cực nhôm và điện cực indium tin oxide (ITO) với một lớp màng PTFE được đặt trên nó. Khi một giọt nước rơi xuống và lan rộng trên bề mặt, nó bắc cầu điện cực nhôm và bề mặt PTFE/ITO, tạo ra một mạch điện kín.

“Về lâu dài, thiết kế có thể được cải tiến lắp đặt trên các bề mặt khác nhau nơi nước tiếp xúc với chất rắn như bề mặt thân tàu thuyền, phà... đến bề mặt của ô và thậm chí bên trong chai nước. Tạo điện năng từ những hạt mưa thay vì dùng dầu và năng lượng hạt nhân giúp tiết kiệm nhiên liệu và là giải pháp môi trường bền vững”, GS Wang nhấn mạnh.

 

 


  • 13/02/2020 09:30
  • Khắc Nam (Theo SAC-1/2020)