Các thiết bị điện tử sử dụng năng lượng mặt trời đang tiến một bước gần hơn tới việc trở thành một phần thiết yếu hàng ngày trong cuộc sống của chúng ta nhờ một bước đột phá khoa học mới “cấp tiến”.
Năm 2017, các nhà khoa học tại một trường đại học Thụy Điển đã tạo ra một hệ thống năng lượng có thể thu và lưu trữ năng lượng mặt trời lên đến 18 năm, giải phóng nó dưới dạng nhiệt khi cần thiết.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc khiến hệ thống sản xuất điện bằng cách kết nối nó với một máy phát nhiệt điện.Mặc dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhưng ý tưởng này được phát triển tại Đại học Công nghệ Chalmers ở Gothenberg có thể mở đường cho các thiết bị điện tử tự sạc sử dụng năng lượng mặt trời được lưu trữ theo yêu cầu.
“Đây là một cách hoàn toàn mới để tạo ra điện từ năng lượng mặt trời.Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện bất kể thời tiết, thời gian trong ngày, mùa hay vị trí địa lý”, trưởng nhóm nghiên cứu Kasper Moth-Poulsen, Giáo sư tại Khoa Hóa học và Kỹ thuật Hóa học tại Chalmers giải thích.
“Tôi rất hào hứng với công việc này,” anh nói thêm.“Chúng tôi hy vọng với sự phát triển trong tương lai, đây sẽ là một phần quan trọng trong hệ thống năng lượng tương lai.”
Năng lượng mặt trời có thể được lưu trữ như thế nào?
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng có thể tái tạo được vì phần lớn nó chỉ hoạt động khi mặt trời chiếu sáng.Nhưng công nghệ để chống lại lỗ hổng được thảo luận nhiều này hiện đang được phát triển với tốc độ nhanh chóng.
Các tấm pin mặt trời được làm từ chất thải cây trồnghấp thụ tia UV ngay cả trong những ngày nhiều mâytrong khi 'tấm pin mặt trời ban đêm' đã được tạo ra để có thể làm việc đó ngay cả khi mặt trời đã lặn.
Việc lưu trữ lâu dài năng lượng mà chúng tạo ra lại là một vấn đề khác.Hệ thống năng lượng mặt trời được tạo ra tại Chalmers vào năm 2017 được gọi là 'MOST': Hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt mặt trời phân tử.
Công nghệ này dựa trên một phân tử được thiết kế đặc biệt gồm carbon, hydro và nitơ, có thể thay đổi hình dạng khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.
Nó biến đổi hình dạng thành một 'đồng phân giàu năng lượng' - một phân tử được tạo thành từ các nguyên tử giống nhau nhưng được sắp xếp với nhau theo một cách khác.Sau đó, chất đồng phân có thể được lưu trữ ở dạng lỏng để sử dụng sau này khi cần thiết, chẳng hạn như vào ban đêm hoặc vào mùa đông.
Chất xúc tác giải phóng năng lượng tiết kiệm được dưới dạng nhiệt đồng thời đưa phân tử trở lại hình dạng ban đầu, sẵn sàng để sử dụng lại.
Trong nhiều năm, các nhà nghiên cứu đã cải tiến hệ thống đến mức giờ đây có thể lưu trữ năng lượng trong 18 năm đáng kinh ngạc.
Chip 'siêu mỏng' biến năng lượng mặt trời dự trữ thành điện năng
Như chi tiết trong một nghiên cứu mới được công bố trênBáo cáo tế bào Khoa học vật lýtháng trước, mô hình này hiện đã được tiến thêm một bước.
Các nhà nghiên cứu Thụy Điển đã gửi phân tử độc đáo chứa đầy năng lượng mặt trời của họ tới các đồng nghiệp tại Đại học Giao thông Thượng Hải.Ở đó, năng lượng được giải phóng và chuyển thành điện năng bằng máy phát điện mà họ đã phát triển.
Về cơ bản, ánh nắng mặt trời của Thụy Điển đã được gửi đến bên kia thế giới và chuyển đổi thành điện năng ở Trung Quốc.
Về cơ bản, ánh nắng mặt trời của Thụy Điển đã được gửi đến bên kia thế giới và chuyển đổi thành điện năng ở Trung Quốc.
Nhà nghiên cứu Zhihang Wang từ Đại học Công nghệ Chalmers cho biết: “Máy phát điện là một con chip siêu mỏng có thể được tích hợp vào các thiết bị điện tử như tai nghe, đồng hồ thông minh và điện thoại”.
“Cho đến nay, chúng tôi chỉ tạo ra một lượng điện nhỏ, nhưng kết quả mới cho thấy khái niệm này thực sự hiệu quả.Có vẻ rất hứa hẹn.”
Thiết bị này có khả năng thay thế pin và pin mặt trời, điều chỉnh cách chúng ta sử dụng nguồn năng lượng dồi dào của mặt trời.
Năng lượng mặt trời được lưu trữ: Một cách tạo ra điện không có hóa thạch và khí thải
Cái hay của hệ thống tuần hoàn khép kín này là nó hoạt động mà không gây ra khí thải CO2, nghĩa là nó có tiềm năng lớn để sử dụng với năng lượng tái tạo.
Hội đồng liên chính phủ mới nhất của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu(IPCC) báo cáolàm cho rõ ràng rằng chúng ta cần tăng cường năng lượng tái tạo và tránh xa nhiên liệu hóa thạch nhanh hơn nhiều để đảm bảo một tương lai khí hậu an toàn.
Trong khi những tiến bộ đáng kể trongnăng lượng mặt trờiNhư thế này mang lại hy vọng, các nhà khoa học cảnh báo rằng sẽ cần thời gian để công nghệ này được tích hợp vào cuộc sống của chúng ta.Họ lưu ý rằng vẫn còn rất nhiều nghiên cứu và phát triển trước khi chúng ta có thể sạc các thiết bị kỹ thuật hoặc sưởi ấm ngôi nhà của mình bằng năng lượng mặt trời được lưu trữ trong hệ thống.
Moth-Poulsen cho biết: “Cùng với các nhóm nghiên cứu khác nhau có trong dự án, chúng tôi hiện đang nỗ lực hợp lý hóa hệ thống.“Lượng điện hoặc nhiệt mà nó có thể thu được cần phải tăng lên.”
Ông nói thêm rằng mặc dù hệ thống này dựa trên các vật liệu đơn giản, nhưng nó cần phải được điều chỉnh để sản xuất có hiệu quả về mặt chi phí trước khi có thể triển khai rộng rãi hơn.
Thời gian đăng: 16-06-2022