Các nhà khoa học đang phát triển loại pin mặt trời có thể thu cả quang năng từ Mặt trời lẫn động năng từ nước, đồng nghĩa với việc có thể tạo ra điện từ những giọt mưa.

Trong thập kỷ qua, các hệ thống pin năng lượng mặt trời đã được sử dụng vô cùng rộng rãi do chi phí lắp đặt ngày càng rẻ, giảm đến 90% so với lúc ban đầu. Đây cũng là nguyên nhân khiến điện mặt trời trở thành loại điện có giá thành rẻ nhất ở rất nhiều vùng trên thế giới. Tuy nhiên, luôn tồn tại một vấn đề nan giải đó là hiệu suất của các tấm pin mặt trời luôn “tuột dốc không phanh” khi trời âm u, nhiều mây. Xuất phát từ thực tế này, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm cách khiến các loại pin mặt trời sản sinh ra nhiều điện hơn.

Tại Đại học Tô Châu, Trung Quốc, các nhà khoa học tiến hành đặt hai lớp polime trong suốt lên trên tấm pin mặt trời. Khi hạt mưa rơi trên các lớp này rồi lăn xuống, lực ma sát sẽ tạo ra tĩnh điện. Như vậy, thiết bị này có thể sản xuất điện cả ngày lẫn đêm, miễn là trời có nắng hoặc có mưa.

Một nhóm các nhà nghiên cứu khác cũng mới chế tạo ra thiết bị tương tự dùng trên tấm pin mặt trời gọi là máy phát điện ma sát nano hay máy Teng (triboelectric nanogenerator). Thiết bị có cấu tạo đơn giản hơn loại kể trên rất nhiều nhưng lại cho hiệu suất cao hơn. Đây là kết quả của việc dùng một trong các lớp polime làm điện cực cho cả máy Teng và pin mặt trời. Do có thiết kế đặc biệt nên máy Teng rất nhẹ. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định đưa công nghệ này vào các thiết bị di động và vật có tính mềm dẻo như vải điện tử. Tuy nhiên, hiệu suất điện năng đầu ra cần phải được nâng cao hơn nữa trước khi đưa vào ứng dụng thực tiễn. Một thành viên trong tổ nghiên cứu cho biết dự án đang tiến triển thuận lợi và hứa hẹn sẽ cho ra đời sản phẩm mẫu trong vòng 3 đến 5 năm tới.

Một số nhà khoa học người Trung Quốc khác cũng đã dùng máy Teng trên các loại pin mặt trời để lấy năng lượng từ gió. Lớp trên cùng của máy Teng cũng được tạo rãnh để giúp tập trung nhiều ánh sáng vào pin mặt trời hơn.

Anh Varun Sivaram là một thành viên của Hội đồng Ngoại giao Mỹ đồng thời là tác giả cuốn Taming the Sun: Innovations to Harness Solar Energy and Power the Planet – cuốn sách mới được Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) xuất bản vào tháng trước. Varun cho biết: “Ý tưởng về máy Teng vô cùng thú vị. Đó là một thiết bị lai, cho phép thu được động năng từ nước mà không ảnh hưởng đến khả năng sản xuất điện của pin mặt trời khi trời nắng. Chỉ sử dụng một lớp để làm cùng lúc hai nhiệm vụ trong khi thu được nhiều ánh sáng mặt trời hơn. Công nghệ mới tuyệt vời làm sao”. Tuy nhiên, Varun cũng bày tỏ ý kiến cho rằng mức điện năng thu được từ nước mưa phải tăng lên đáng kể thì mới thể hiện được sự khác biệt rõ rệt so với pin năng lượng mặt trời hiện có.

Giáo sư Keith Barnham đến từ Học viện Hoàng gia London cho biết, máy Teng giúp các loại pin năng lượng mặt trời trở nên gọn nhẹ và hoạt động hiệu quả hơn do thu được năng lượng từ nhiều kiểu hình thời tiết khác nhau. Tuy nhiên, rõ ràng sức gió mới là nguồn năng lượng tiềm năng nhất đối với pin mặt trời vì dù trời nắng hay mưa thì gió đều thổi.

Hiện nay, có thêm nhiều điểm mới, sáng tạo khác trong thiết kế pin năng lượng mặt trời, có thể kể đến như việc sử dụng perovskit vô cơ làm vật liệu sản xuất để tạo độ mềm dẻo và đem lại hiệu quả cao, sử dụng “chấm lượng tử” và nghiên cứu quá trình quang hợp nhân tạo dùng ánh sáng mặt trời để tạo ra năng lượng dạng lỏng và dạng khí.

Với loại pin mặt trời mới, mức điện năng thu được luôn ổn định ngay cả khi thời tiết âm u hay khi mặt trời đã lặn. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn cần vài năm nữa mới có thể chính thức hoàn thiện.

Nguồn: VTV