Công nghệ biến đổi ánh nắng thành nhiên liệu nhiệt năng

Năng lượng tỏa ra từ Mặt trời trong một giờ có thể đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của Trái đất trong một năm, nhưng việc trưng thu nguồn năng lượng này là một thách thức, đặc biệt khi trời tối. 

Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi nhờ sự ra đời của loại công tắc quang học mới, không chỉ có thể tích trữ năng lượng Mặt trời mà còn tỏa nhiệt theo nhu cầu, dù ban ngày hay ban đêm.

Hệ thống đèn hồ quang được sử dụng để mô phỏng tác động của sức nóng lên công tắc quang học mới. (Ảnh: Live Science)

Được thiết kế bởi nhóm nghiên cứu đến từ Viện công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Harvard (Mỹ), công tắc quang học mới là một dạng phân tử có thể tồn tại ở hai trạng thái khác nhau. Sau khi hấp thu năng lượng Mặt trời, cấu trúc của phân tử này bị kéo căng. Nếu dùng chất xúc tác hoặc gia tăng nhiệt độ, phân tử sẽ phục hồi hình dạng ban đầu, đồng thời tỏa nhiệt.

Để gia tăng lượng nhiệt tỏa ra, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Timothy Kucharski đã đưa các phân tử chuyển mạch quang học tên là azobenzene vào khuôn chứa các ống nano carbon (CNT). Bằng cách này, họ đã tạo ra loại “nhiên liệu nhiệt năng” có khả năng tập trung năng lượng rất cao.

Tiến sĩ Kucharski cho biết mật độ năng lượng của vật liệu mới hiện chỉ bằng 1/3 của pin Lithium-ion, nhưng nhóm nghiên cứu của ông sẽ tăng cường khả năng tích trữ năng lượng cho nó để cạnh tranh với pin Lithium-ion. Công nghệ mới được đánh giá cao vì nó giúp tạo ra năng lượng Mặt trời ở dạng nhiệt, có thể tích trữ và phân phối năng lượng cả ngày lẫn đêm.

+ Với mục tiêu gia tăng sản lượng năng lượng tái tạo, các nhà khoa học tại Đại học Stanford (Mỹ) vừa trình làng một mô hình trồng các loại cây dùng làm nhiên liệu sinh học xen lẫn các tấm pin năng lượng Mặt trời. Mô hình này được cho là phù hợp với các vùng nắng nhiều, khan hiếm nước và không thể trồng trọt.

Theo đó, nước dùng để vệ sinh các tấm pin quang điện sẽ chảy xuống và tưới cho cây trồng bên dưới. Bằng cách này, cây vừa có thể tận dụng nguồn nước để sinh trưởng, vừa cải thiện đất đai. Mặt khác, rễ cây sẽ giúp cải thiện độ dẻ của đất, còn tán lá thì có thể ngăn tình trạng gió thổi bụi bay lên và bám vào các tấm pin, nhờ đó cũng cải thiện hiệu suất trưng thu năng lượng. Loại cây chịu hạn cao, có thể trồng trên đất kém màu mỡ và thích hợp với mô hình này là dứa gai hay dứa dại (agave), có nhiều ở Nam Mỹ và Bắc Mỹ.