Skip to Content

Blog Archives

Nước Úc bỏ nửa triệu USD để lắp đặt 150 máy tạo ra nước từ không khí, chạy bằng năng lượng mặt trời

Mọi khía cạnh của chiếc máy này đều toát lên sự “thân thiện với môi trường, cải thiện cuộc sống con người”.

Thứ Hai vừa rồi, Cơ quan năng lượng tái tạo Úc công bố rằng họ sẽ tiêu khoảng nửa triệu USD vào việc lắp đặt 150 thiết bị có thể tạo ra nước từ không khí, tất cả đều chạy bằng năng lượng mặt trời. Cơ quan này mong muốn rằng những thiết bị trên có thể cung cấp nước cho những khu vực hạn hán, kèm theo đó giảm thiểu số cư dân phải sống phụ thuộc vào nước đóng chai.

Thiết bị này có tên là Source, được sản xuất bởi công ty Zero Mass Water, có trụ sở tại Arizona. Mỗi một tấm sản xuất nước từ không khí này nặng khoảng 136 kg, bao gồm các tấm năng lượng mặt trời có kích cỡ 1,2×2,4 mét, một lưới lọc không khí và một bình đựng nước chứa được tới 30 lít.

Quạt gió sẽ hút không khí qua lớp lọc được làm từ vật liệu hút ẩm, hút các phân tử nước từ không khí. Nước sau đó được dẫn xuống bình đựng, tại đó nước sẽ được xử lý bằng khoáng chất và ozone để đảm bảo hương vị và chất lượng.

Mỗi tấm Source này có giá khoảng 2.000 USD và có thể sản xuất được trung bình 4 tới 10 lít nước mỗi ngày, lượng nước lấy được trong ngày sẽ phụ thuộc vào độ ẩm của không khí cũng như lượng ánh nắng mặt trời trong khu vực. Tuy nhiên, hệ thống này vẫn có thể tạo được ít nhất 2 lít nước ngay cả khi độ ẩm không khí chỉ đạt 10%.

Đây không phải thiết bị đầu tiên sử dụng năng lượng mặt trời để lấy nước từ không khí. Trước đây đã có một nhóm nghiên cứu từ Đại học California, Berkely kết hợp với Viện Công nghệ Massachusetts để tạo ra một thiết bị tương tự. Tuy nhiên, thiết bị này chưa xuất hiện trên thị trường, và theo như Zero Mass Water nói, tấm tạo nước Source này đã được lắp đặt tại 10 quốc gia trên thế giới rồi.

Thiết bị của Đại học California, Berkely kết hợp với Viện Công nghệ Massachusetts.

Thiết bị của Đại học California, Berkely kết hợp với Viện Công nghệ Massachusetts.

Là công ty nào cũng vậy thôi, sự bùng nổ của các thiết bị có thể tạo nước ra từ không khí sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống con người vùng hạn hán, vùng khô hạn rất nhiều. Nếu như thiết bị này có thể thành công tại một quốc gia có tới 70% sa mạc như Úc, nó có thể thành công ở nhiều nơi khác.

Ta có thể nghĩ ngay tới thành phố Cape Town đang thiếu nước trầm trọng.

Nguồn: Genk
READ MORE

Phát triển thành công pin năng lượng mặt trời Silicon cho các vùng hẻo lánh

Trong nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí Nature nanotechnology, các khoa học tại Đại học Aalto cho biết rằng họ đã chế tạo thành công tế bào năng lượng mặt trời sillicon đen với hiệu suất chuyển hóa 22,1%.

phattrienthanhcongpinnangluong

Mặc dù hiệu suất này chưa thể vượt mặt tế bào tinh thể silic dang dùng phổ biến hiện nay, nhưng đây lại là một bước tiến lớn, hứa hẹn sẽ được dùng tại các khu vực ít ánh sáng Mặt Trời nhưng vẫn tận dụng được nguồn năng lượng này.

Một trong những nguồn năng lượng có thể tái tạo phổ biến nhất là năng lượng Mặt Trời. Nhưng để thu thập ánh sáng Mặt Trời và chuyển hóa nó thành điện năng, bạn cần phải có các tế bào năng lượng Mặt Trời, chính xác hơn là các tế bào quang điện. Hiện nay, 90% các tế bào năng lượng Mặt Trời được dùng là tinh thể Silic (số liệu năm 2011) và trong điều kiện lý tưởng nhất, nó có hiệu suất chuyển hóa năng lượng là 25%. Nhược điểm lớn nhất của dạng tế bào năng lượng này là có kích thước khá cồng kềnh.

Một dạng tế bào năng lượng Mặt Trời khác cũng được sử dụng trước giờ là màng mỏng làm từ hợp chất Cadimi (Cd). Tế bào dạng này mỏng hơn khoảng 75% nhưng lại hấp thu ánh sáng Mặt Trời hiệu quả hơn so với Silic. Mặt khác, nó có trọng lượng nhẹ hơn, linh hoạt hơn nên được đánh giá là vật liệu lý tưởng để thu thập ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, nhược điểm rất lớn của Cadimi là có hiệu suất chuyển hóa thành điện năng thấp hơn so với đối thủ tinh thể Silic mặc dù hồi năm ngoái, một nhóm nghiên cứu báo cáo đã tăng hiệu suất chuyển hóa của Cadimi lên tới 20,4%.

Vậy loại Silic đen được phát triển mới đây có ưu điểm gì so với tinh thể silic hay Cadimi? Sự khác biệt đơn giản chỉ là nó được làm cho có bề mặt màu đen và nó sẽ vẫn hoạt động với hiệu suất cao trong những ngày ít nắng. Hãy hình dung việc bạn mặc một chiếc áo thun màu đen giữa trưa hè nắng nóng như hiện nay, chúng ta sẽ hiểu được lợi ích của việc chế tạo tế bào năng lượng màu đen. Về cơ bản, màu đen có xu hướng hấp thụ ánh sáng Mặt Trời nhiều hơn và nên sẽ thu thập được nhiều năng lượng hơn. Do đó, loại tế bào năng lượng Silic đen sẽ rất thích hợp để dùng tại các khu vực không có nhiều ánh sáng Mặt Trời nhưng vẫn đảm bảo tận dụng được nguồn năng lượng ít ỏi từ đó.

Từ trước đến nay, các tế bào năng lượng Mặt Trời khi chế tạo thành màu đen sẽ kéo theo việc sụt giảm hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Tuy nhiên, việc tạo ra hiệu suất 22,1% bằng tế bào năng lượng Mặt Trời silic đen là một bước đột phá và đầy hứa hẹn. Hiện tại, dự án đã nhận được sự hỗ trợ của Liên minh châu Âu nhằm tiếp tục hoàn thiện công nghệ tế bào năng lượng Mặt Trời silic đen, tiến tới sản xuất trên quy mô công nghiệp. Công nghệ này hứa hẹn sẽ được trang bị tại khu vực Bắc Âu hoặc những khu vực có ít ánh sáng Mặt Trời (về cường độ và số ngày nắng) nhưng vẫn đảm bảm tận dụng được nguồn năng lượng gần như vô tận này.

Hà Vũ (Theo Science Daily, TTe)

READ MORE

Pin năng lượng Mặt trời hấp thu 99,7% ánh sáng

Công ty công nghệ Natcore (Mỹ) vừa chế tạo được loại pin quang năng “đen nhất” (ảnh), có khả năng hấp thu gần như tuyệt đối ánh sáng chiếu vào.

Với tỷ lệ phản xạ ánh sáng trung bình là 0,3%, những tấm pin silicon màu đen này có thể hấp thu đến 99,7% lượng ánh sáng chiếu vào, nhiều hơn bất kỳ loại pin quang điện nào hiện nay. Điều này cho phép nó chuyển đổi nhiều năng lượng Mặt trời thành điện năng hơn.

solarbattery

Pin quang điện đen
Trong khi những lớp phủ chống phản xạ trên các loại pin hiện hành thường hoạt động kém hiệu quả (nhất là vào buổi sáng và chiều, khi Mặt trời không chiếu thẳng đứng), pin năng lượng mặt trời đen mới đạt hiệu suất hấp thu vượt trội so với các loại pin chuẩn vào các ngày trời nhiều mây. “Không có sự khác biệt lớn về lượng điện thu được vào những ngày nắng tốt hay có nhiều mây. Ánh sáng bị khuếch tán không ảnh hưởng lớn đến việc hấp thu năng lượng”, Giám đốc công ty Chuck Provini cho biết.

Công suất trưng thu năng lượng cao hơn cùng với chi phí thấp hơn khi sử dụng công nghệ tấm lợp của Natcore, có thể khiến loại silicon đen này nhanh chóng trở thành sự lựa chọn cho công nghệ năng lượng mặt trời toàn cầu.

Theo KhoaHoc
READ MORE

Tấm quang năng nổi – bước tiến mới của điện năng lượng mặt trời

Những tia nắng mặt trời của mùa đông vùng Tuscany (Italia) phản chiếu lấp lánh trên các tấm thu năng lượng mặt trời trải rộng, nhìn xa giống như những bông hoa nở rộ, trên mặt hồ Colignola.

Hồ nước thơ mộng và tuyệt đẹp này là nơi giáo sư Marco Rosa – Clot và nhóm nghiên cứu của ông chọn làm nơi thử nghiệm dự án quang năng nổi tiết kiệm chi phí đầu tiên trên thế giới.

270212quangnangitalia01

Hệ thống FTCC trên mặt hồ Colignola ở Italia. Ảnh: Internet

Với dáng điệu trẻ trung và khỏe khoắn trong chiếc quần jeans và áo khoác, giáo sư Rosa – Clot tự hào giới thiệu với dự án mới kể trên, nhóm nghiên cứu của ông đang thực hiện một cuộc cách mạng về năng lượng mặt trời.

Những tấm năng lượng mặt trời thông thường được lắp đặt trên nóc các tòa nhà cao tầng hoặc trên những cánh đồng bấy lâu nay bị chỉ trích là đã chiếm dụng diện tích của những mảnh đất nông nghiệp có giá trị, ảnh hưởng tiêu cực đến cảnh quang và gây thất thoát năng lượng do tình trạng hấp thu quá nhiều nhiệt. Theo giáo sư Rosa – Clot, đây là những vấn đề mà dự án quang năng nổi có thể giải quyết ổn thỏa.

Một hệ thống “Bộ tập trung điều hướng làm mát nổi” (FTCC) được thiết kế để khai thác những khu vực không sử dụng như các hồ chứa nhân tạo hay các khu mỏ không còn sử dụng. Các tấm pin mặt trời phẳng được lắp thêm gương phản chiếu và đặt trên những cấu trúc giống như chiếc bè được neo gần bờ hồ. Nước hồ giữ cho các tấm pin mặt trời không bị quá nóng trong quá trình hấp thu nhiệt, còn gương phản xạ có thể xoay theo hướng mặt trời nhằm thu hút tối đa năng lượng mặt trời, và phản chiếu xuống các tấm pin mặt trời để sản xuất ra điện năng ở mức tối ưu vào những thời điểm khác nhau trong ngày. Ông Rosa – Clot nói điều này khiến cho phương pháp quang năng nổi hiệu quả hơn so với các phương pháp lắp đặt truyền thống. Không chỉ hoạt động hiệu quả ở vùng hồ, dự án quang năng nổi còn có khả năng tận dụng triệt để ánh sáng mặt trời ở các mỏ đá bỏ hoang.

Trở lại với dự án quang năng tại hồ Colignola, giáo sư Rosa – Clot ví đó như một nhà máy năng lượng mặt trời quy mô nhỏ, với công suất khoảng 30 KW, nhưng vô cùng hiệu quả trong việc cung cấp điện năng cho một chục hộ gia đình. Ông Rosa – Clot nói: “Chi phí cho việc xây dựng một nhà máy cỡ nhỏ kiểu này chỉ tiêu tốn khoảng 48.000 euro (63.000 USD), thấp hơn 20% so với hệ thống quang năng truyền thống lắp đặt trên mặt đất. “Bạn hãy thử tưởng tượng về lợi ích mà hệ thống quang năng nổi có thể khai thác ở một nơi có nhiều ánh sáng mặt trời như trên đảo Sisilia với các hồ nước và hồ chứa nhân tạo trải rộng trên diện tích 75 km2. Nếu chỉ triển khai lắp đặt các tấm quang năng nổi trên 10% diện tích khu vực, chúng sẽ thu về 1 tỷ Watt điện năng, đủ để thắp sáng 10 triệu bóng đèn công suất 100 Watt”.

Trong khi đó, kỹ sư Raniero Cazzaniga, một thành viên trong nhóm nghiên cứu, cho biết dự án quang năng nổi không hề làm hư hại cảnh quan, bởi phạm vi lắp đặt các tấm quang năng chỉ cao khoảng 1 mét. Lấy ví dụ ngay tại hồ Colignola, người ta chỉ có thể nhìn thấy các tấm quang năng nổi trên mặt hồ khi tới gần mép nước.

Dự án quang năng nổi của Rosa – Clot và các đồng nghiệp đã thu hút rất nhiều sự quan tâm từ các khách hàng quốc tế. Giáo sư Rosa – Clot khẳng định: “Phản ứng từ nước ngoài rất tích cực. Một số khách hàng Hàn Quốc đã tới Tuscany để tận mắt chứng kiến việc chúng tôi đang làm và chúng tôi đã ký kết một hợp đồng ba năm trao cho họ giấy phép thực hiện dự án quang năng nổi ở Hàn Quốc”. Theo ông Rosa – Clot, công ty Hàn Quốc Techwin đã xây dựng một nhà máy quang năng nổi sử dụng hệ thống FTCC; và tại Italia, tập đoàn sản xuất rượu vang Terra Moretti đã lắp đặt một hệ thống tương tự trên hồ chứa thủy lợi tại nhà máy rượu vang gần Livorno.

Hiện giáo sư Rosa – Clot và nhóm nghiên cứu đang đàm phán với các công ty của Đức, Pháp và Italia với hy vọng nhân rộng mô hình quang năng nổi ra thế giới. “Không có giải pháp kỳ diệu cho vấn đề năng lượng. Tuy nhiên, dự án của chúng tôi, với chi phí thấp nhất từ trước tới nay, cũng có thể được xem là một giải pháp tối ưu”, giáo sư Rosa – Clot khẳng định.

READ MORE

Cấu trúc tổ ong giúp cải thiện hiệu quả sử dụng NLMT

Đột đột phá trong ngành khoa học vật liệu tại Mỹ và Đài Loan đã mở toang cánh cửa sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện. vật liệu mới được tạo thành tỏ ra hiệu quả trong việc bắt các photon để tạo thành dòng điện, được chế tạo dựa trên cấu trúc của tổ ong thường thấy. Nó là sự pha trộn giữa tính chất của các chất bán dẫn polyme và phân tử fu-lơ-ren (fullerene) giàu cacbon.

Nguyên tắc

Để hiệu quả trong việc hấp thụ photon, người ta thường chọn loại polyme P1. Các photon mang năng lượng từ chùm sáng mặt trời sẽ bức các electron ra khỏi các liên kết với mạng phân tử và bỏ lại lỗ trống; tạo thành kiểu liên kết mới, giữa electron (đã bức ra) và lỗ trống, gọi là exciton. Trong khi đó, fu-lơ-ren có tác dụng ngăn chặn sự tái hợp của cặp mang điện trái chiều này bằng cách phân ly chúng hoàn toàn nhờ vào cấu trúc dạng khối cầu của mình (fu-lơ-ren là một dạng thù hình của cacbon, có cấu trúc mạng dạng hình cầu). Khi đó, các điện cực sẽ hút các điện tích trái dấu về phía mình tạo thành dòng quang điện.

toong

Mircea Cotlet, một nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Mỹ cho biết, trở ngại lớn nhất của công việc này là việc tìm cách trộn lẫn polyme và fu-lơ-ren để tạo thành các lưới tổ ong. Đội của Cotlet đã đạt được điều này bằng cách cho dòng các giọt nước li ti chảy qua một lớp mỏng dung dịch polyme-fu-lơ-ren. Khi đó, các giọt nước này sẽ tự động sắp xếp thành những hàng dài trong dung dịch. Người ta cho bay hơi dung dịch vừa thu được, sẽ còn lại các cấu trúc tổ ong dạng lục giác dựa trên nền polyme.Cotlet còn cho biết “các tấm phim như vậy đã được chế tạo trước đây dựa vào các loại polyme thông thường như polysterene, nhưng đây là lần đầu tiên một vật liệu với sự kết hợp giữa chất bán dẫn và fu-lơ-ren được chế tạo và ứng dụng vào việc hấp thụ ánh sáng để tạo ra dòng điện một cách hiệu quả.”

Ứng dụng

Một trong những điều gây phấn khích, theo Cotlet, nghiên cứu này là sự kết hợp giữa khoa học cơ bản và sự phát huy phương pháp tự tập hợp (self-assemble, của các phân tử nước) mà không cần bất cứ một đóng góp nào khác từ phòng thí nghiệm. Hiện nhóm của Cotlet và một số nhóm khác đang kiểm tra lại một số tính chất của vật liệu mới này và tìm cách ứng dụng nó vào thực tiễn như việc chế tạo pin mặt trời hoặc ứng dụng vào các thiết bị quang, điện. Một ứng dụng khả dĩ gây bất ngờ là việc có thể lắp các tấm phim có cấu trúc tổ ong này vào cữa sổ hoặc mái nhà (làm bằng vật liệu trong suốt) của bất cứ ngôi nhà nào và “hưởng lợi từ nó” nhờ việc tạo ra điện năng mà hầu như không tốn chi phi vận hành nào khác.

 Trọng Nhân (theo Physicsworld.com)
READ MORE