Phát minh mới: Tạo ra điện… từ không khí

Các nhà khoa học tại Đại học Massachusetts Amherst (UMass Amherst, Mỹ) đã phát triển một thiết bị sử dụng một loại protein tự nhiên để tạo ra điện từ hơi ẩm trong không khí. Tương lai, công nghệ mới này có thể ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học, năng lượng tái tạo…

Theo báo cáo được đăng trên tạp chí Nature ngày 17/2, kỹ sư điện Jun Yao và nhà vi trùng học Derek Lovley tại Đại học UMass Amherst đã tạo ra một thiết bị có tên là “Air-gen” (máy phát điện chạy bằng không khí), trong đó các sợi nano protein dẫn điện từ vi khuẩn Geobacter.

“Chúng tôi thực sự tạo ra điện từ không khí loãng,” ông Yao cho biết. “Air-gen tạo ra nguồn điện sạch 24/7.” Ông Lovley, người đã phát triển các vật liệu điện tử bền vững dựa trên sinh học trong hơn ba thập kỷ qua, cho biết thêm, “Đây là ứng dụng tuyệt vời và thú vị nhất của sợi nano protein cho đến nay.”

Công nghệ mới được phát triển trong phòng thí nghiệm của ông Yao không gây ô nhiễm, có thể tái tạo và chi phí không đắt đỏ. Nó có thể tạo ra năng lượng ngay cả ở những khu vực có độ ẩm cực thấp như sa mạc Sahara. Theo ông Lovley, nó còn những lợi thế đáng kể so với các dạng năng lượng tái tạo khác bao gồm năng lượng mặt trời và gió, bởi Air-gen có thể hoạt động ngay trong nhà mà không cần đến mặt trời hay gió.

>> Kỷ lục mới trong công nghệ trích xuất nước từ… không khí

Các nhà nghiên cứu cho biết cơ chế hoạt động của Air-gen khá đơn giản, về cơ bản, nước trong không khí khi bị hấp thụ qua các lớp của cuộn dây nano, sẽ giải phóng điện tích, tạo ra dòng điện.

Cấu tạo chính thiết bị là một cuộn dây nano protein mỏng chưa đầy 10 micron được nối vào 2 điện cực. Cuộn dây nano dẫn điện, cùng lớp hóa chất trên bề mặt và khe hở giữa các dây đã tạo ra những điều kiện để sản sinh ra dòng điện giữa hai cực.

Các nhà nghiên cứu cũng cho hay phiên bản Air-gen hiện tại do chỉ có thể sản xuất được lượng điện 0,5 volt với 17 microampe/1 cm2 nên phù hợp cung cấp điện cho các thiết bị điện tử nhỏ và họ hy vọng sẽ sớm thương mại hóa phát minh này. Các bước tiếp theo, họ dự định phát triển một “tấm” Air-gen nhỏ có thể cung cấp điện cho các thiết bị đeo điện tử như máy theo dõi sức khỏe, đồng hồ thông minh, qua đó loại bỏ việc sử dụng pin truyền thống. Các nhà nghiên cứu cũng hy vọng sẽ phát triển Air-gen để chế tạo điện thoại di động không cần sạc pin.

Ông Yao cho biết: “Mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu là tạo ra các hệ thống điện từ không khí với quy mô lớn. Ví dụ, công nghệ có thể được tích hợp vào sơn tường để cung cấp điện cho ngôi nhà của bạn. Hoặc chúng tôi có thể phát triển các máy phát điện chỉ chạy bằng không khí mà không cần đến dây diện.” Ông cũng hy vọng rằng thiết bị này sẽ trở thành một trong những giải pháp năng lượng sạch thay thế đầy hứa hẹn đối với con người.