Chúng ta biết rằng sự sáng tạo ngày nay đóng một vai trò cơ bản trong việc tạo ra những cách mới để thu được năng lượng. Trong trường hợp này, các nhà khoa học đang điều tra xem liệu nó có thể tạo ra điện từ tuyết. Khi bạn có hệ thống quang điện, bạn có thể gặp một số khó khăn với tuyết. Tính đến những điều kiện này, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tạo ra một thiết bị có thể tạo ra năng lượng từ tuyết.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết liệu bạn có thực sự có thể tạo ra điện từ tuyết hay không và họ đạt được điều đó như thế nào.
Tạo ra điện từ tuyết
Đại học California (UCLA) đã phát triển một thiết bị cải tiến tạo ra điện bằng cách khai thác năng lượng của tuyết rơi. Thiết bị này Đây là sản phẩm đầu tiên thuộc loại này và nổi bật vì tính kinh tế và khả năng thích ứng cao, sở hữu những đặc tính độc đáo là mỏng, dẻo và có hình dạng tương tự như một tấm nhựa.
Theo Richard Kaner, giáo sư Đổi mới Vật liệu tại UCLA và là tác giả chính của nghiên cứu, thiết bị này có khả năng hoạt động ở những vùng xa vì nó tự tạo ra năng lượng và không cần sử dụng pin. Công nghệ thông minh này đóng vai trò như một trạm thời tiết và có thể đo chính xác lượng tuyết, hướng tuyết rơi cũng như tốc độ và hướng gió.
Công nghệ này được các nhà nghiên cứu gọi là “máy phát điện nano ma sát dựa trên tuyết” hoặc TENG, có khả năng tạo ra điện tích thông qua cơ chế tĩnh điện. Là kết quả của việc trao đổi điện tử, nó cũng có thể tạo ra năng lượng.
Theo Kaner, giáo sư nổi tiếng về hóa học, hóa sinh, khoa học và kỹ thuật vật liệu, đồng thời là thành viên của Viện Hệ thống nano California, tĩnh điện phát sinh từ sự tương tác giữa hai loại vật liệu. Một vật liệu bắt giữ các electron trong khi vật liệu kia bỏ chúng đi, gây ra sự phân tách điện tích. Quá trình này tạo ra điện dường như không có gì cả.
Tuyết là một thực thể tích điện dương giải phóng các electron. Trong khi đó, silicone, một loại vật liệu cao su nhân tạo được tạo thành từ các nguyên tử silicon và oxy, cũng như carbon, hydro và các nguyên tố khác, lại mang điện tích âm. Nếu tuyết chạm vào bề mặt làm bằng silicone, nó sẽ tạo ra điện tích mà thiết bị có thể thu thập, từ đó tạo ra điện.
Tuyết có thể tạo ra điện như thế nào?
Maher El-Kady, trợ lý nghiên cứu hóa học và hóa sinh tại UCLA, Ông giải thích thí nghiệm của mình và nói rằng vì tuyết đã có điện tích nên Họ quyết định giới thiệu một loại vật liệu có điện tích trái dấu để chiết xuất điện tích và tạo ra điện.
Theo chuyên gia này, hiệu quả của thiết bị phụ thuộc phần lớn vào khả năng thu hồi electron của vật liệu, bất chấp bản chất tự nhiên của tuyết là sẽ làm rụng chúng. Sau khi tiến hành đánh giá kỹ lưỡng một số vật liệu, bao gồm Teflon và lá nhôm, người ta xác định rằng silicone vượt trội hơn tất cả chúng và tạo ra mức điện tích cao nhất.
Vào mùa đông, Khoảng 30% bề mặt Trái đất bị bao phủ bởi tuyết, có thể gây ra vấn đề cho các tấm pin mặt trời. Tuyết tích tụ làm giảm lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới các tấm pin mặt trời, dẫn đến giảm hiệu quả và sản xuất năng lượng. Một thiết bị mới đã được phát triển có thể tích hợp vào các tấm pin mặt trời để cung cấp điện liên tục ngay cả trong điều kiện có tuyết.
Thiết bị đặc biệt này có thể được sử dụng để theo dõi các môn thể thao mùa đông như trượt tuyết. Chức năng chính của nó là đưa ra đánh giá chính xác hơn về thành tích của vận động viên khi thực hiện các hoạt động như chạy, đi bộ hoặc nhảy. Ngoài ra, nó còn có khả năng phân biệt các kiểu chuyển động quan trọng được sử dụng trong môn trượt tuyết băng đồng mà việc sử dụng đồng hồ thông minh không thể phát hiện được.
Công nghệ tái tạo mới
Tiềm năng cho một kỷ nguyên mới của công nghệ thiết bị đeo tự duy trì được thiết kế để theo dõi hiệu suất thể thao đang dần xuất hiện. Thiết bị có khả năng truyền tín hiệu cung cấp thông tin về hoạt động thể chất của một cá nhân. Điều này bao gồm việc xác định xem họ có đang di chuyển hay không, cũng như phân biệt các loại chuyển động khác nhau như đi bộ, chạy hoặc nhảy.
Để tạo ra thiết bị thu gom hàng hóa mới, nhóm nghiên cứu đã sử dụng công nghệ in 3D. Thiết bị bao gồm hai thành phần chính: một lớp silicon và một điện cực. Nhóm nghiên cứu lạc quan về tiềm năng sản xuất chi phí thấp của thiết bị do khả năng tiếp cận của silicone và tính đơn giản của quy trình sản xuất. Silicone thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm cấy ghép y sinh, cách điện dây điện và chất bôi trơn. Với ứng dụng mới này trong sản xuất năng lượng, khả năng của silicone còn được mở rộng hơn nữa.
Phòng thí nghiệm của Kaner đã sản xuất một loạt các thiết bị sáng tạo. Trong số này, có một màng chuyên dụng có chức năng tách dầu khỏi nước, cũng như lọc chất thải còn sót lại được tạo ra như sản phẩm phụ của quá trình bẻ gãy thủy lực để sản xuất dầu và khí đá phiến. Một thành tựu khác của phòng thí nghiệm trong năm 2017 là việc tạo ra một thiết bị có thể khai thác và lưu trữ năng lượng mặt trời một cách hiệu quả và có lợi nhuận. Ngoài ra, thiết bị này còn có khả năng tạo ra nhiên liệu hydro có thể sử dụng cho ô tô chạy pin nhiên liệu.
Nghiên cứu khác để tạo ra điện từ tuyết
Tại Nhật Bản, Đại học Công nghệ Điện tử và Truyền thông Tokyo và công ty khởi nghiệp CNTT Forte đã nghiên cứu khả năng tạo ra điện từ tuyết. Nghiên cứu bắt đầu vào tháng 2022 năm XNUMX và dự án vẫn đang tiếp tục. Điều này sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ để tạo ra năng lượng. Điều quan trọng là chênh lệch nhiệt độ rất lớn để tạo ra năng lượng tối đa.
Thí nghiệm bao gồm việc lắp đặt các đường ống trong tuyết. Cho nó, Họ hiện đang cô lập tuyết rơi trong thành phố trong một hồ bơi bỏ hoang. Những ống này truyền nhiệt cho tuyết, lấy từ không khí bên ngoài và được mặt trời sưởi ấm. Họ đề xuất chế tạo một tuabin có thể tạo ra dòng điện và tạo ra năng lượng. Nhóm nghiên cứu hy vọng hệ thống này sẽ hoạt động hiệu quả như các tấm pin mặt trời nhưng vào mùa đông và sử dụng tuyết. Hệ thống phải đối mặt với những thách thức quan trọng, vì yêu cầu cơ sở lưu trữ tuyết lớn.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về nghiên cứu tạo ra điện từ tuyết.