Thiết bị tạo điện dựa vào sự dao động nhiệt

TTO - Thiết bị được gọi là bộ cộng hưởng nhiệt, không cần ánh sáng mặt trời, pin hoặc phụ thuộc vào gió, thay vào đó nó dựa vào sự dao động nhiệt độ để tạo ra năng lượng.

Ảnh: Justin Raymond / MIT

Các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra bộ cộng hưởng nhiệt bằng cách kết hợp các vật liệu được tinh chỉnh.

Michael Strano, giáo sư về kỹ thuật hóa học tại MIT, cho biết: "Vật liệu cho một hệ thống như vậy cần phải dễ dàng bắt nhiệt từ môi trường xung quanh, nhanh chóng lưu trữ và phân phối nhiệt qua vật liệu, là sự kết hợp của dẫn nhiệt và công suất nhiệt.

Chúng tôi đã xây dựng bộ cộng hưởng nhiệt đầu tiên trên vải, sau đó là gốm sứ, và cuối cùng là tự nghiên cứu ra "bọt xốp kim loại", một dạng vật liệu bao gồm niken hoặc đồng, phủ graphene, vừa dẫn nhiệt tốt hơn lại có khả năng chịu nhiệt cao.

Bọt xốp sau đó sẽ truyền năng lượng qua octadecane nhằm biến đổi thành chất rắn và chất lỏng trong một dải nhiệt độ cụ thể."

Anton Cottrill, cựu sinh viên MIT, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: "Hệ thống thu thập nhiệt truyền từ bên ngoài, chuyển hóa nhiệt bên trong để đạt trạng thái cân bằng và phát ra môi trường nhờ sự kết hợp của bọt xốp kim loại, graphene và octadecane đã làm cho nó có khả năng trao đổi nhiệt năng cao nhất từ trước đến nay."

Ảnh: Melanie Gonick / MIT

Nhóm nghiên cứu khẳng định đây là một nguồn năng lượng chưa được sử dụng, không cần ánh sáng mặt trời, pin hoặc phụ thuộc vào gió, mà chỉ dựa vào sự dao động nhiệt độ và có thể phát điện ra khỏi khí quyển.

Do đó, nó có thể cung cấp nguồn năng lượng lâu dài cho nhiều thiết bị khác nhau, thậm chí cho các vệ tinh không gian trong việc khám phá các hành tinh.

Chỉ cần 10 độ Celsius thay đổi giữa đêm và ngày, thiết bị sẽ sản xuất được 350 millivolt và 1,3 miliwatt điện đủ để cấp nguồn cho các bộ cảm biến môi trường.

Kourosh Kalantarzadeh, giáo sư kỹ thuật tại Đại học RMIT ở Úc, nhận xét: "Bộ cộng hưởng nhiệt còn có thể đóng vai trò lớn trong việc thu hoạch năng lượng bổ sung nhằm cạnh tranh với các công nghệ thu hoạch năng lượng khác, đòi hỏi phải có nguồn lực mạnh hơn."

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications và được tài trợ bởi Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah của Ả Rập Saudi (KAUST). KAUST hy vọng sẽ sử dụng hệ thống này để cấp nguồn cho mạng lưới các cảm biến theo dõi điều kiện tại các mỏ khoan dầu và khí đốt.