MIT phát triển vật liệu mới làm thiết bị đeo tạo ra điện từ vận động cơ thể

Các nhà khoa học tại MIT vừa phát triển thành công thiết bị đeo thu thập năng lượng từ các hoạt động của cơ thể người, được làm bằng một loại vật liệu mới dựa trên kỹ thuật điện hóa vốn dùng trong công nghệ pin.

Khi người đeo chuyển động, thiết bị này sẽ co giãn, từ đó tạo ra dòng điện với hiệu suất được tuyên bố là rất khả thi để có thể áp dụng vào thực tế chứ không dừng lại như một ý tưởng đơn thuần.

Thật ra ý tưởng tạo ra năng lượng từ chuyển động của cơ thể người không hề mới mẻ, nhưng phần lớn đều chỉ là nguyên mẫu ban đầu với hiệu suất chưa cao do nhiều rào cản về mặt kỹ thuật. Trước đây đã có kỹ thuật cơ học, dùng công nghệ áp điện và điện ma sát để sản sinh ra điện năng nhưng nó đòi hỏi phải liên tục chuyển động với cường độ và tần số cao để sinh ra năng lượng, do đó không phù hợp với chuyển động bình thường của con người.

Lần này, cách làm của các nhà nghiên cứu tại MIT là dùng một loại vật liệu điện hóa. Cụ thể, họ sử dụng những lớp phim liti cực mỏng để hoạt động như một điện cực và dùng một loại polymer xốp làm chất điện phân. Khi tổ hợp này bị uốn cong, áp lực sẽ đẩy các ion liti chạy vào polymer xốp, tạo ra dòng điện giữa các điện cực và từ đó cung cấp cho thiết bị hoặc sạc vào pin. Bởi hệ thống này tạo ra điện bằng chuyển động co giãn của toàn bộ cấu trúc trên nhưng dòng điện tạo thành lại là xoay chiều.

Giáo sư Ju Li, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu tại MIT cho biết, hệ thống này “không bị giới hạn bởi định luật 2 của nhiệt động lực học do đó, về nguyên tắc thì nó có thể đạt hiệu suất lên tới 100%. Tuy nhiên, hiện tại thì nguyên mẫu ban đầu mới có hiệu suất 15%”, nhưng ông dự đoán rằng điều đó sẽ sớm được cải thiện. Mặt khác, cấu trúc này có độ bền khá cao, nó vẫn hoạt động tốt sau bài kiểm tra co giãn 1.500 lần.

Về ứng dụng thì theo giáo sư Li, ngoài việc làm thiết bị đeo tạo ra điện thì nó còn có thể áp dụng trong các thiết bị truyền động sinh học hoặc dùng làm cảm biến sức nén giữa đường và cầu. Tuy nhiên, cuối cùng thì công nghệ này vẫn còn ở mức độ khá sơ khai và vẫn còn nhiều trở ngại về kỹ thuật cần phải vượt qua, điển hình như công nghệ pin mà nó cần phải sử dụng,…

Theo Tinh Tế