Giới khoa học Úc vừa nghiên cứu ra công nghệ tạo điện cực "não to" – thay vì hút ánh sáng như pin mặt trời thường thấy thì lại... phát sáng ra luôn! Nghe vibe khá sci-fi nhỉ?
Tại Sydney (Úc), team các nhà khoa học năng lượng mặt trời đang "flex" một hướng tiếp cận hoàn toàn mới để sản xuất điện. Khác với tấm pin truyền thống phải hấp thụ ánh sáng, công nghệ này lại đi theo chiều ngược lại úp ngược luôn!
"Chúng tôi đang phát triển các thiết bị tạo ra điện bằng cách phát ra ánh sáng thay vì hấp thụ ánh sáng. Có thể coi đây là dạng pin mặt trời đảo ngược", Jamie Harrison, nghiên cứu sinh sau đại học tại Đại học New South Wales (UNSW), cho biết.
Harrison là thành viên của nhóm nghiên cứu tại Học viện Kỹ thuật Quang điện và Năng lượng tái tạo UNSW – nơi hội những bác khoa học đang tìm mọi cách "bóp nghẹt" năng lượng mặt trời, kể cả khi trời tối mù mịt
## Trái Đất "phát sáng" vào ban đêm? Trông ngầu đấy!
Ban ngày thì ai cũng biết Trái Đất hấp thụ năng lượng từ Mặt trời rồi. Nhưng đến đêm, năng lượng này được giải phóng dưới dạng bức xạ hồng ngoại – một thứ mắt thường không nhìn thấy nhưng cảm nhận được dưới dạng nhiệt (giống như khi bạn thấy "nóng hổi" từ mặt đường vậy).
Team UNSW đang phát triển loại vật liệu bán dẫn có tên gọi "đi-ốt nhiệt bức xạ", cho phép biến bức xạ hồng ngoại này thành điện năng. Nghe fancy chưa!
"Nếu quan sát Trái đất vào ban đêm bằng camera hồng ngoại, bạn sẽ thấy hành tinh của chúng ta phát sáng", Giáo sư Ned Ekins-Daukes, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Đó là quá trình Trái đất tỏa nhiệt vào không gian lạnh giá xung quanh".
## Công nghệ "cool ngầu" nhưng vẫn còn... yếu xíu
Dù không phải là những người đầu tiên nghiên cứu đi-ốt nhiệt bức xạ, nhóm UNSW là những người đầu tiên chứng minh trực tiếp khả năng tạo ra điện từ thiết bị này vào năm 2022, dựa trên các nghiên cứu nền tảng trước đó của Đại học Harvard và Stanford (Mỹ).
Tuy nhiên (đây là điểm trừ nha), lượng điện mà thiết bị hiện tạo ra vẫn còn rất nhỏ – thấp hơn khoảng 100.000 lần so với pin mặt trời thông thường. Éo le luôn!
"Công suất hiện tại chỉ đủ để chạy một chiếc đồng hồ đeo tay kỹ thuật số bằng nhiệt cơ thể", Giáo sư Ekins-Daukes cho biết. Ông giải thích thêm rằng hiệu suất của đi-ốt phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và môi trường xung quanh.
Ngay cả trong điều kiện tối ưu, đi-ốt nhiệt bức xạ trên Trái đất cũng chỉ có thể tạo ra mật độ công suất khoảng 1 watt/m2. Lý do là vì hơi nước và các khí như CO2 trong khí quyển hấp thụ nhiệt, làm giảm sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt Trái đất và bầu trời đêm. Basically là khí quyển "ăn cắp" năng lượng của công nghệ này rồi
## Không gian mới là "sân chơi" thực sự!
Theo Ekins-Daukes, môi trường không gian – nơi không có khí quyển và nhiệt độ cực thấp – mới là nơi công nghệ này "chơi lớn" thực sự.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng đi-ốt nhiệt bức xạ có thể được ứng dụng để cung cấp điện cho các vệ tinh. Hiện tại, vệ tinh chủ yếu dựa vào pin mặt trời, nhưng phương pháp này bị "giới hạn" trong những khoảng thời gian không nhận được ánh sáng trực tiếp.
"Ở quỹ đạo thấp, vệ tinh thường trải qua khoảng 45 phút có ánh sáng và 45 phút trong bóng tối", Ekins-Daukes nói. "Pin mặt trời chỉ hoạt động khi có nắng, vì vậy giải pháp ở đây là tận dụng các bề mặt khác của tàu vũ trụ để tạo ra nguồn điện phụ trợ".
Theo đó, đi-ốt sẽ tạo ra điện từ lượng nhiệt mà vệ tinh hấp thụ khi được chiếu sáng, sau đó phát tỏa nhiệt này vào không gian lạnh trong giai đoạn tối. Nghe "op" chưa!
## Vệ tinh mini sắp "lên đời" rồi nè! ️
Hiện tại, trong thời gian không có ánh sáng, vệ tinh phải sử dụng pin lưu trữ được sạc trước đó. Tuy nhiên, Ekins-Daukes cho rằng công nghệ mới có thể giúp "khai thác thêm điện năng từ chính bề mặt vệ tinh".
"Xu hướng hiện nay là phát triển các vệ tinh nhỏ hơn, hoạt động ở quỹ đạo thấp nhưng vẫn đảm nhiệm được chức năng của vệ tinh lớn", ông nói. "Trong bối cảnh đó, đi-ốt nhiệt bức xạ, với trọng lượng nhẹ và khả năng tận dụng các bề mặt chưa được khai thác, có thể mang lại lợi thế đáng kể".
Nguồn: soha.vn
Tại Sydney (Úc), team các nhà khoa học năng lượng mặt trời đang "flex" một hướng tiếp cận hoàn toàn mới để sản xuất điện. Khác với tấm pin truyền thống phải hấp thụ ánh sáng, công nghệ này lại đi theo chiều ngược lại úp ngược luôn!
"Chúng tôi đang phát triển các thiết bị tạo ra điện bằng cách phát ra ánh sáng thay vì hấp thụ ánh sáng. Có thể coi đây là dạng pin mặt trời đảo ngược", Jamie Harrison, nghiên cứu sinh sau đại học tại Đại học New South Wales (UNSW), cho biết.
Harrison là thành viên của nhóm nghiên cứu tại Học viện Kỹ thuật Quang điện và Năng lượng tái tạo UNSW – nơi hội những bác khoa học đang tìm mọi cách "bóp nghẹt" năng lượng mặt trời, kể cả khi trời tối mù mịt
## Trái Đất "phát sáng" vào ban đêm? Trông ngầu đấy!
Ban ngày thì ai cũng biết Trái Đất hấp thụ năng lượng từ Mặt trời rồi. Nhưng đến đêm, năng lượng này được giải phóng dưới dạng bức xạ hồng ngoại – một thứ mắt thường không nhìn thấy nhưng cảm nhận được dưới dạng nhiệt (giống như khi bạn thấy "nóng hổi" từ mặt đường vậy).
Team UNSW đang phát triển loại vật liệu bán dẫn có tên gọi "đi-ốt nhiệt bức xạ", cho phép biến bức xạ hồng ngoại này thành điện năng. Nghe fancy chưa!
"Nếu quan sát Trái đất vào ban đêm bằng camera hồng ngoại, bạn sẽ thấy hành tinh của chúng ta phát sáng", Giáo sư Ned Ekins-Daukes, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Đó là quá trình Trái đất tỏa nhiệt vào không gian lạnh giá xung quanh".
## Công nghệ "cool ngầu" nhưng vẫn còn... yếu xíu
Dù không phải là những người đầu tiên nghiên cứu đi-ốt nhiệt bức xạ, nhóm UNSW là những người đầu tiên chứng minh trực tiếp khả năng tạo ra điện từ thiết bị này vào năm 2022, dựa trên các nghiên cứu nền tảng trước đó của Đại học Harvard và Stanford (Mỹ).
Tuy nhiên (đây là điểm trừ nha), lượng điện mà thiết bị hiện tạo ra vẫn còn rất nhỏ – thấp hơn khoảng 100.000 lần so với pin mặt trời thông thường. Éo le luôn!
"Công suất hiện tại chỉ đủ để chạy một chiếc đồng hồ đeo tay kỹ thuật số bằng nhiệt cơ thể", Giáo sư Ekins-Daukes cho biết. Ông giải thích thêm rằng hiệu suất của đi-ốt phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và môi trường xung quanh.
Ngay cả trong điều kiện tối ưu, đi-ốt nhiệt bức xạ trên Trái đất cũng chỉ có thể tạo ra mật độ công suất khoảng 1 watt/m2. Lý do là vì hơi nước và các khí như CO2 trong khí quyển hấp thụ nhiệt, làm giảm sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt Trái đất và bầu trời đêm. Basically là khí quyển "ăn cắp" năng lượng của công nghệ này rồi
## Không gian mới là "sân chơi" thực sự!
Theo Ekins-Daukes, môi trường không gian – nơi không có khí quyển và nhiệt độ cực thấp – mới là nơi công nghệ này "chơi lớn" thực sự.
Nhóm nghiên cứu kỳ vọng đi-ốt nhiệt bức xạ có thể được ứng dụng để cung cấp điện cho các vệ tinh. Hiện tại, vệ tinh chủ yếu dựa vào pin mặt trời, nhưng phương pháp này bị "giới hạn" trong những khoảng thời gian không nhận được ánh sáng trực tiếp.
"Ở quỹ đạo thấp, vệ tinh thường trải qua khoảng 45 phút có ánh sáng và 45 phút trong bóng tối", Ekins-Daukes nói. "Pin mặt trời chỉ hoạt động khi có nắng, vì vậy giải pháp ở đây là tận dụng các bề mặt khác của tàu vũ trụ để tạo ra nguồn điện phụ trợ".
Theo đó, đi-ốt sẽ tạo ra điện từ lượng nhiệt mà vệ tinh hấp thụ khi được chiếu sáng, sau đó phát tỏa nhiệt này vào không gian lạnh trong giai đoạn tối. Nghe "op" chưa!
## Vệ tinh mini sắp "lên đời" rồi nè! ️
Hiện tại, trong thời gian không có ánh sáng, vệ tinh phải sử dụng pin lưu trữ được sạc trước đó. Tuy nhiên, Ekins-Daukes cho rằng công nghệ mới có thể giúp "khai thác thêm điện năng từ chính bề mặt vệ tinh".
"Xu hướng hiện nay là phát triển các vệ tinh nhỏ hơn, hoạt động ở quỹ đạo thấp nhưng vẫn đảm nhiệm được chức năng của vệ tinh lớn", ông nói. "Trong bối cảnh đó, đi-ốt nhiệt bức xạ, với trọng lượng nhẹ và khả năng tận dụng các bề mặt chưa được khai thác, có thể mang lại lợi thế đáng kể".
Nguồn: soha.vn