Thứ ba 01/07/2025 06:58
Hotline: 024.355.63.010
Kinh tế số

Khám phá thiết bị đặc biệt có khả năng tạo ra điện từ không khí

12/10/2020 00:00
Các khoa học tại Đại học Massachusetts tại Amherst (Mỹ) vừa phát triển thiết bị mới sử dụng protein tự nhiên để tạo ra điện từ độ ẩm trong không khí.

Thiết bị đặc biệt nói trên có tên Air-gen với cấu trúc tương tự một máy phát điện không khí bao gồm một màng mỏng dệt bằng các sợi dây protein (thin film of protein nanowires). Protein tự nhiên được nuôi cấy nhờ loài vi sinh vật Geobacter để tạo ra điện từ độ ẩm trong không khí.

Thiết bị này có thể hoạt động trong nhiều tháng và trong nhiều môi trường, kể cả trong bóng tối, trong nhà kín và thậm chí cả những nơi khô cằn như sa mạc Sahara. Trong tương lai, một công nghệ như vậy có thể sạc tất cả các thiết bị điện gia dụng. Việc tạo ra công nghệ này cũng có ý nghĩa quan trọng đối với tương lai của năng lượng tái tạo, biến đổi khí hậu và tương lai của y học.

“Chúng tôi thực sự tạo ra điện từ không khí mỏng. Air-gen tạo ra năng lượng sạch 24/7. Đây là ứng dụng tuyệt vời”, kỹ sư điện Jun Yao từ Đại học Massachusetts nói.

Cũng theo các nhà khoa học, phương pháp tạo ra điện từ không khí là một trong các phương pháp tái tạo năng lượng sạch và rẻ tiền. Công nghệ mới cho thấy kết quả tốt hơn khi được sử dụng trong môi trường có độ ẩm tương đối 45%.

Ưu điểm của công nghệ nói trên so với việc sử dụng năng lượng Mặt trời hoặc năng lượng gió là nó độc lập với thời tiết và hoạt động ngay cả trong nhà. Air-gen chỉ cần một màng mỏng gồm các dây nano protein dày dưới 10 micron. Đế của màng bao gồm một điện cực, và một điện cực nhỏ hơn bao phủ một phần màng từ phía trên. Màng hấp thụ bụi nước từ không khí. Sự kết hợp giữa tính dẫn điện và hóa học của các dây protein, cũng như lỗ rỗng giữa các dây tạo ra điều kiện phát sinh điện áp trong thời gian ít nhất hai tháng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, một máy phát điện như vậy có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện nhỏ. Do đó, nhóm đang có kế hoạch tạo ra một miếng dán nhỏ gồm các dây nano để có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị y tế gọn nhẹ, máy theo dõi thể dục và đồng hồ thông minh để giảm bớt dần việc sử dụng pin.

Ảnh minh họa

Tuy nhiên, mục tiêu cuối cùng của các nhà khoa học là tạo ra một hệ thống năng lượng quy mô lớn. Ví dụ, một lớp sơn có thể được phủ lên tường của một căn hộ để sạc lại tất cả các thiết bị điện gia dụng.

“Mục tiêu cuối cùng là tạo ra các hệ thống quy mô lớn. Ví dụ, công nghệ có thể được tích hợp vào sơn tường có thể giúp cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của bạn. Hoặc chúng tôi có thể phát triển các máy phát điện chạy bằng không khí. Một khi chúng ta đạt đến quy mô công nghiệp để sản xuất dây protein, chúng ta hoàn toàn mong đợi rằng có thể tạo ra các hệ thống lớn đóng góp cho sản xuất năng lượng bền vững”, một nhà khoa học nhấn mạnh.

Liên quan tới các nỗ lực tận dụng năng lượng từ không khí để sản xuất điện, trước đó, vào năm 2011, một doanh nhân người Úc là Roger Davey có ý tưởng tạo ra nguồn điện sạch từ khí nóng để cung cấp cho các hộ gia đình với mục đích chính là tạo ra nguồn năng lượng sạch, an toàn và không phát thải cacbon vào môi trường.

Roger Davey đã xây dựng một ngọn tháp năng lượng mặt trời khổng lồ cao 2.600 feet ở sa mạc Arizona. Tháp có chức năng thu nhận các luồng không khí nóng làm quay 32 tuabin, từ đó tạo nguồn năng lượng cơ khí. Nguồn năng lượng cơ khí này sau đó sẽ được chuyển đổi thành điện năng.

Mỗi ngọn tháp như vậy có thể tạo ra trung bình 200 MW điện/ngày, đủ cung cấp cho 100.000 hộ gia đình. Được biết, tháp khí nóng sẽ được xây bằng xi măng và chỉ thấp hơn so với tòa nhà chọc trời Khalifa Burj ở Dubai, có thể hoạt động được đến 80 năm, lâu hơn rất nhiều so với tuổi thọ của một tấm pin mặt trời. Tổng chi phí cho toàn bộ dự án vào khoảng 750 triệu USD. Tới năm 2012, các nhà khoa học Nga cũng đã phát minh ra một phương pháp mới để sản xuất nguồn điện liên tục từ không khí nhiễm tĩnh điện.

Trưởng phòng thí nghiệm của Viện Nông nghiệp Leonid Yuferev khẳng định rằng các thành viên của Viện đã thành công trong việc chuyển đổi tĩnh điện thành dòng điện một cách hiệu quả.

“Thực tế khí quyển nhiễm điện thì người ta đã biết cách đây hơn 200 năm. Tất cả các nghiên cứu được thực hiện từ lâu, hơn 100 năm trước. Bây giờ chúng tôi đề xuất không triệt tĩnh điện từ khí quyển, bởi vì điều đó đã được rất nhiều người làm. Chúng tôi nghiên cứu chế tạo các thiết bị sẽ chuyển đổi tĩnh điện thành dòng điện. Trong đề án của chúng tôi tĩnh điện từ bầu không khí được chuyển đổi thành điện bằng cách sử dụng công nghệ Tesla để nhận được dòng thông thường điện áp thấp tiêu chuẩn, nhằm sử dụng trong các hộ gia đình và một số ứng dụng công nghiệp”, ông Yuferev giải thích.

Ông Leonid Yuferev cho biết thiết bị thí nghiệm rất nhỏ gọn: “Thiết bị công suất 50 watt có kích thước khoảng 20x20x10 cm, có nghĩa là nó khá nhỏ. Trọng lượng của nó khoảng 1kg. Các kích thước của thiết bị tương ứng với công suất của nó. Nếu làm cho công suất mạnh hơn, tất nhiên, nó sẽ có kích thước lớn hơn”.

Theo Leonid Yuferev, triển vọng áp dụng thiết bị mới sẽ hữu ích tại các vùng sâu vùng xa, nơi kéo đường dây điện thông thường là không khả thi vì không kinh tế, mà ở đó không khí lại mang rất nhiều tĩnh điện. Ví dụ, ở vùng núi hoặc tại Nam Cực. Các chuyên gia khẳng định rằng đây sẽ là cách rẻ nhất để tạo ra năng lượng ở những nơi như vậy. Bằng cách này có thể áp dụng để cấp điện cho các hải đăng xa xôi.

Bảo Lâm (Theo Phys.org)

Tin bài khác
AI đang đảm nhận thay con người đến 50% công việc

AI đang đảm nhận thay con người đến 50% công việc

Ông Marc Benioff - CEO Salesforce gọi đây là "cuộc cách mạng lao động kỹ thuật số", nơi AI không còn là công cụ, mà trở thành một phần chính thức trong lực lượng lao động.
Những điểm đột phá mới trong Luật Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo

Những điểm đột phá mới trong Luật Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo

Luật Khoa học và Đổi mới sáng tạo 2025 chính thức được thông qua, trong đó tập trung vào phát triển hạ tầng, khuyến khích mạo hiểm, khoán chi linh hoạt và miễn trừ trách nhiệm khi chấp nhận rủi ro.
Galaxy S25 Edge giảm giá lên đến 5 triệu đồng chỉ sau 1 tháng

Galaxy S25 Edge giảm giá lên đến 5 triệu đồng chỉ sau 1 tháng

Galaxy S25 Edge gây chú ý với thiết kế siêu mỏng 5,8 mm nhưng giảm giá mạnh sau 1 tháng, làm dấy lên nhiều lo ngại về chiến lược của Samsung.
Thách thức lớn nhất của AI không phải công nghệ, mà là con người

Thách thức lớn nhất của AI không phải công nghệ, mà là con người

CEO Microsoft nhận định, việc triển khai AI không khó bằng thay đổi cách con người làm việc, yếu tố then chốt quyết định hiệu quả ứng dụng công nghệ mới.
Zhipu AI: “Kỳ lân AI” Trung Quốc khiến OpenAI phải chú ý

Zhipu AI: “Kỳ lân AI” Trung Quốc khiến OpenAI phải chú ý

OpenAI cảnh báo về sự trỗi dậy của Zhipu AI, “kỳ lân trí tuệ nhân tạo” Trung Quốc đang mở rộng ra Đông Nam Á và có quan hệ chặt chẽ với chính phủ Bắc Kinh.
TikTok, Shopee, Lazada sẽ phải lưu dữ liệu livestream tối thiểu 3 năm

TikTok, Shopee, Lazada sẽ phải lưu dữ liệu livestream tối thiểu 3 năm

Luật Thương mại điện tử sửa đổi siết chặt hoạt động bán hàng online, yêu cầu minh bạch thông tin, kiểm soát livestream và xử lý vi phạm của KOL, nền tảng.
Động lực gì thúc đẩy mua sắm trực tuyến ở Trung Quốc tăng vọt ?

Động lực gì thúc đẩy mua sắm trực tuyến ở Trung Quốc tăng vọt ?

Lễ hội mua sắm 618 đã giúp Trung Quốc thúc đẩy tiêu dùng nhờ AI và trợ cấp, song vẫn đối mặt thách thức giảm phát, bất động sản trì trệ và việc làm bấp bênh.
Tiktok vẫn duy trì sức hút với người dùng Mỹ bắt chấp lệnh cấm

Tiktok vẫn duy trì sức hút với người dùng Mỹ bắt chấp lệnh cấm

TikTok vượt qua nguy cơ bị cấm tại Mỹ, mở rộng thương mại điện tử, định hình hệ sinh thái tiêu dùng, hướng đến trở thành siêu ứng dụng toàn cầu.
Samsung đổi chiến lược: Galaxy AI có thể trở thành dịch vụ trả phí

Samsung đổi chiến lược: Galaxy AI có thể trở thành dịch vụ trả phí

Samsung có thể công bố mô hình tính phí Galaxy AI tại sự kiện Unpacked tháng 7, khi thời hạn miễn phí dịch vụ này sắp kết thúc vào cuối năm 2025.
Sinh viên trường quốc tế làm loạt game thần tốc chỉ trong 48 giờ

Sinh viên trường quốc tế làm loạt game thần tốc chỉ trong 48 giờ

Các sản phẩm game do sinh viên Trường Đại học Anh Quốc Việt Nam (BUV) phát triển trong chuỗi sự kiện thường niên Game Jam và Games Nexus đã thu hút sự chú ý đặc biệt với chất lượng hoàn thiện vượt mong đợi.
Galaxy Z Fold7, Flip7 và G Fold sẽ lộ diện tại Unpacked 2025 vào ngày 9/7

Galaxy Z Fold7, Flip7 và G Fold sẽ lộ diện tại Unpacked 2025 vào ngày 9/7

Samsung sẽ tổ chức Galaxy Unpacked 2025 vào ngày 9/7, ra mắt Z Fold7, Z Flip7, Flip7 FE và Galaxy G Fold cùng hệ sinh thái Galaxy AI thế hệ mới.
Sau TikTok và DeepSeek, WhatsApp bị cấm khỏi thiết bị chính phủ Mỹ

Sau TikTok và DeepSeek, WhatsApp bị cấm khỏi thiết bị chính phủ Mỹ

Hạ viện Mỹ vừa ban hành lệnh cấm WhatsApp vì lo ngại bảo mật, tiếp nối TikTok và DeepSeek. Trong khi Meta phản đối, giới chức Mỹ khuyến nghị dùng ứng dụng thay thế.
iPhone 17 Pro sẽ có thêm một số nâng cấp đặc biệt

iPhone 17 Pro sẽ có thêm một số nâng cấp đặc biệt

iPhone 17 Pro và Pro Max hứa hẹn nâng cấp lớn với tản nhiệt buồng hơi, RAM 12GB, camera 24MP và thiết kế nhẹ hơn, dự kiến ra mắt mùa thu 2025.
Mỹ có thể thu hồi đặc quyền chip với Samsung, SK Hynix, TSMC tại Trung Quốc

Mỹ có thể thu hồi đặc quyền chip với Samsung, SK Hynix, TSMC tại Trung Quốc

Mỹ cân nhắc siết công nghệ chip với Samsung, SK Hynix và TSMC tại Trung Quốc, gây lo ngại về gián đoạn chuỗi cung ứng và giá chip toàn cầu tăng cao.
Tesla âm thầm thử nghiệm taxi tự lái ở Texas, giá chỉ 4,2 USD mỗi chuyến

Tesla âm thầm thử nghiệm taxi tự lái ở Texas, giá chỉ 4,2 USD mỗi chuyến

Tesla bắt đầu thử nghiệm taxi tự lái tại Texas với giá 4,2 USD/chuyến, đồng thời công bố dự án nhà máy pin Megapack lớn nhất Trung Quốc.