Thiết bị tạo ra điện từ… màn đêm lạnh lẽo

Bằng việc sử dụng thiết bị nhiệt điện với tổng giá trị chỉ tương đương 700.000 đồng, các nhà khoa học người Mỹ đã có thể tận dụng được thứ vật chất vô tận và có sẵn quanh ta để tạo ra điện, đó chính là bóng đêm lạnh lẽo.

Thiết bị này cũng giống như những tấm pin năng lượng Mặt trời, tuy nhiên nó không lấy năng lượng trực tiếp từ Mặt trời mà từ sự thay đổi nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm. Vậy nên, thiết bị này có thể tạo ra điện vào ban đêm khi các tấm pin Mặt trời không thu được năng lượng.

Khả năng này sẽ giúp giải quyết được một khuyết điểm lớn của năng lượng mặt trời, bởi việc lưu trữ và sử dụng năng lượng Mặt trời vào ban đêm đã trở thành một thách thức không hề nhỏ đối với các nhà khoa học, hơn nữa chi phí sử dụng pin để lưu trữ điện năng Mặt trời rất đắt đỏ.

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

Xuất phát từ vấn đề trên, Aaswath Raman, trợ lý giáo sư tại Đại học California, Los Angeles (UCLA, Mỹ), tác giả chính của công trình nghiên cứu và các cộng sự Wei Li và Shanhui Fan thuộc Đại học Stanford (Mỹ), đã phát triển một thiết bị sử dụng kỹ thuật làm mát bức xạ (Radiative Sky Cooling) để tạo ra điện từ màn đêm lạnh lẽo.

“Tại sao chúng ta cứ phải chờ đến ban ngày mới có thể lấy được nguồn năng lượng từ Mặt trời để tạo ra điện, trong khi có thể làm được điều đó vào ban đêm? Chúng tôi tin rằng, với công nghệ của mình, nguồn năng lượng này không chỉ phục vụ làm điện thắp sáng mà còn có thể đem điện đến với những vùng sâu, vùng xa vốn khó tiếp cận với mạng lưới điện quốc gia, và đặc biệt là những nơi cần phải có điện vào ban đêm”, ông Aaswath Raman cho biết.

“Hy vọng rằng công trình nghiên cứu của chúng tôi có thể trở thành cơ hội phát triển công nghệ trong sản xuất điện năng lượng Mặt trời bằng cách tận dụng “không gian lạnh lẽo” ngoài trời và biến nó thành nguồn năng lượng tái tạo vô tận.”

Đây có lẽ là công nghệ mới nhất trong các công trình nghiên cứu và phát triển nhằm tạo ra nguồn năng lượng tái tạo vô tận từ Mặt trời. Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học California và Stanford cho biết nhiệt của mặt đất truyền vào bầu khí quyển dưới dạng bức xạ nhiệt, một phần của lượng nhiệt này bị biến mất vào không trung, hòa vào không khí lạnh ở các tầng khí quyển cao. Công nghệ này thu thập lượng nhiệt bị thất thoát ở giữa chừng.

Buổi chiều khi Mặt trời lặn, mặt đất sẽ dần chuyển lạnh, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm xuất hiện cũng là lúc diễn ra hiện tượng làm mát bức xạ. Nhóm các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ này tại khuôn viên Đại học Stanford và đã gặt hái được một số thành công nhất định.

>> Phát minh mới: Tạo ra điện… từ không khí

Theo ông Raman, thử nghiệm cho thấy kết quả kinh ngạc. Cụ thể, thiết bị đã tạo ra được 25 mW điện/m2, đủ để cung cấp điện cho một bóng đèn LED. Tuy nó tạo ra lượng điện năng ít hơn so với pin Mặt trời có kích thước tương tự, nhưng đáng chú ý thiết bị này đã tạo ra năng lượng từ màn đêm ở những nơi không có điện và khó tiếp cận với điện lưới quốc gia.

Ngoài ra, Raman còn khẳng định, công nghệ này sau khi cải tiến có thể tạo ra nguồn năng lượng khoảng 0,5W/m2, gấp khoảng 20 lần so với thiết bị trong nghiên cứu đã được thử nghiệm, đặc biệt là những nơi có khí hậu khô, nóng.

“Nghiên cứu của chúng tôi tạo ra cơ hội giúp những vùng đất lạnh lẽo trên thế giới có thể tạo ra được nhiệt và điện, chúng là một nguồn năng lượng tái tạo và hoàn toàn “xanh”. Mặc dù sản lượng điện tạo ra khá thấp, nhưng nó sẽ là trợ thủ đắc lực để bù đắp cho các tấm pin năng lượng Mặt Trời vào những hôm không nắng hoặc vào ban đêm”, ông Raman cho biết thêm.

Theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), công nghệ này sau khi đi vào thực tiễn đời sống nó có thể mang lại nguồn điện cho khoảng 1 tỷ người dân trên toàn thế giới với giá thành rất rẻ, đặc biệt là ở vùng sâu, vùng xa, nơi không thể tiếp cận được với điện lưới quốc gia.

Các nhà khoa học cho biết nghiên cứu này sẽ mở đường cung cấp năng lượng cho các khu vực hẻo lánh và khó có điều kiện tiếp cận điện trên thế giới. Phần lớn dân số thế giới hiện nay vẫn đang thiếu điện, đặc biệt là vào ban đêm khi các hệ thống quang điện dừng hoạt động.

Video bài thuyết trình TED của ông Aaswath Raman về công nghệ này: