Nghiên cứu sinh người Việt đóng góp vào “đột phá quốc tế” về năng lượng thay thế

Nangluong.news – Nhóm nghiên cứu ĐH Quốc gia Úc dẫn đầu bởi GS. Kylie Catchpole và chàng trai người Việt – Thế Dương vừa tạo lập đột phá mới về mức hiệu suất trong việc phát triển tế bào năng lượng Mặt Trời chi phí thấp.

Hình ảnh về tế bào năng lượng mặt trời perovskite.

Đáng nói, phát hiện này có thể “cách mạng hóa” cách con người tạo ra điện năng mặt trời bằng việc chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành loại điện sử dụng các tế bào năng lượng mặt trời perovskite. Perovskite là một vật liệu kết hợp có cấu trúc tinh thể giúp thu hút ánh sáng.

GS. Catchpole (ĐH Quốc gia Úc) chia sẻ: “Chúng tôi không biết đến những chất liệu này cho tới thời điểm cách đây khoảng 5 năm. Tế bào năng lượng Mặt Trời đã mang đến kết quả nghiên cứu vô cùng ấn tượng, điều đó khiến nhóm nghiên cứu thực sự bất ngờ”.

Trong phòng thí nghiệm của Trường Nghiên cứu kỹ thuật ĐH Quốc gia Úc (ANU), các nhà khoa học đã thử nghiệm đặt pin mặt trời perovskite lên trên pin mặt trời silicon.

“Các tế bào năng lượng silicon có giới hạn nhất định về hiệu quả. Trong khi đó, tế bào Mặt trời perovskite hiệu quả hơn nhiều trong việc hấp thụ ánh sáng xanh, hiệu suất lên tới 26%”, GS. Catchpole cho hay.

Nghiên cứu sinh Thế Dương và Giáo sư Kylie Catchpole trong phòng thí nghiệm tế bào năng lượng mặt trời tại ĐH Quốc gia Australia.

Cuộc đua quốc tế về năng lượng thay thế chi phí thấp

Các tế bào năng lượng silicon đang được sử dụng trong 90% sản xuất điện năng mặt trời, tuy nhiên các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nghiên cứu để làm chúng trở nên hiệu quả hơn, chi phí thấp hơn, ổn định và đáng tin cậy hơn.

Các công ty quốc tế cũng đang khai thác các mục đích thương mại của năng lượng thay thế.

“Cho đến nay, hiệu quả của loại hình này chỉ đạt được bằng cách sử dụng các chất liệu chi phí cao thường được sử dụng trên vệ tinh. Hiện chúng tôi đang tiến gần hơn tới một giải pháp thay thế có chi phí thấp”, nghiên cứu sinh người Việt Thế Dương nói.

GS. Catchpole cho biết, trong khi không thể đạt được hiệu suất 100% thì nhóm nghiên cứu của ANU đang đặt mục tiêu tăng hiệu suất lên 30% và cao hơn nữa.

“Điều quan trọng ở chỗ, phần trăm chúng tôi đạt được sẽ giúp giảm chi phí sản xuất và từ đó giảm chi phí cho người dùng”, bà nói.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials và nhận được ngân sách đầu tư nghiên cứu 3,6 triệu USD từ Cơ quan Năng lượng tái tạo quốc gia Úc.

Nguồn: Dantri(Theo ABC)

Mũ lưỡi trai kiêm sạc pin bằng năng lượng mặt trời

Nangluong.news – Start-up có tên SolSol vừa giới thiệu chiếc mũ lưỡi trai thời trang, nhỏ gọn kiêm chức năng sạc pin bằng năng lượng mặt trời.

Xuất hiện tại hội chợ SXSW 2017 dành cho ngành giải trí tổ chức tại Mỹ, chiếc mũ lưỡi trai của start-up SolSol không chỉ mang tính thời trang mà còn được tích hợp tấm pin mặt trời để sạc cho các thiết bị di động trong trường hợp cần thiết.

Trên thực tế, công nghệ năng lượng mặt trời đã xuất hiện trên nhiều sản phẩm tiêu dùng. Chiếc mũ lưỡi trai của SolSol – một start-up đến từ Los Angeles (Mỹ) là một minh chứng, nó có một cổng USB 2.0 cung cấp nguồn sạc 5V phục vụ cho hầu hết thiết bị di động. Tất nhiên sẽ có một sợi cáp sạc được nối từ viền mũ đến thiết bị cần sạc, trông khá “dị”.

SolSol nói rằng thiết bị này là một sản phẩm công nghệ cao đã được cấp bằng sáng chế với khả năng sạc được khoảng 200mAh trong vòng 1 giờ. Tốc độ này chưa phải là cao, nhưng với một diện tích pin mặt trời giới hạn bằng chiếc lưỡi trai của mũ thì cũng rất hữu dụng trong tình huống khẩn cấp và đáng khen. SolSol vẫn đang tiếp tục nâng cao hiệu quả sạc cho mũ và làm thêm nhiều hình dáng khác. Sản phẩm này đang được yêu thích tại Hollywood.

Mức giá cho chiếc mũ lưỡi trai kiêm sạc bằng năng lượng mặt trời này là 56USD (khoảng 1,2 triệu đồng).

Nguồn: Vietbao

Các nhà khoa học của Stanford đã chế tạo thành công loại pin làm từ phân bón và chất thải động vật, giá thành cực rẻ

Nangluong.news – Loại pin này được làm từ Urea – một hợp chất thường được sử dụng để làm phân bón và là thành phần chính trong chất thải của động vật có vú, và nó rẻ hơn những viên pin cùng loại tới 100 lần.

Vốn nổi tiếng là cái nôi của những ý tưởng sáng tạo, những phát kiến mới mẻ, vừa đầu tuần qua, Đại Học Stanford đã thông báo rằng các nhà khoa học của họ đã phát triển thành công một loại pin mới, giá cực rẻ và đặc biệt là có khả năng lưu trữ năng lượng tái tạo.

Đây chắc chắn là một bước đột phá mới, tuy nhiên điều khiến nó trở nên vô cùng ấn tượng, đó chính là việc họ đã sử dụng Urea – một hợp chất thường được sử dụng để làm phân bón và là thành phần chính trong chất thải của động vật có vú – để làm nên chúng. Ngoài yếu tố kể trên ra, viên pin sử dụng urea có giá thành rẻ hơn loại pin mà họ từng chế tác ra vào hồi năm 2015 tới 100 lần.

cac-nha-khoa-hoc-cua-stanford-da-che-tao-thanh-cong-loai-pin-lam-tu-phan-bon-va-chat-thai-dong-vat-gia-thanh-cuc-re1

Ngoài việc sử dụng urea, giáo sư khoa Hóa học của đại học Stanford Hongjie Dai và thạc sỹ Michael Angell (hai kỹ sư đang tiến hành phát triển viên pin) đã lựa chọn sử dụng các cực điện bằng graphite và nhôm để giữ giá thành rẻ.

Tựu chung, nhờ có phát minh của Dai và Angell, khả năng tích trữ một số lượng lớn năng lượng tái tạo để sử dụng trong tương lai đã tăng lên đáng kể. Khi đặt nó lên bàn cân với loại pin mà họ sản xuất ra 2 năm trước, họ đã áp dụng công nghệ mới để tránh việc sử dụng chất điện phân đắt tiền, nhờ vậy mà giữ được giá thành rẻ hơn đáng kể.

“Về cơ bản mà nói, chúng tôi đã tạo ra được một loại pin bằng vật liệu rẻ và nhiều nhất mà bạn có thể tìm thấy trên trái đất,” Dai nói. “Và hiệu năng của nó cũng không hề tồi tệ đâu nhé.”

cac-nha-khoa-hoc-cua-stanford-da-che-tao-thanh-cong-loai-pin-lam-tu-phan-bon-va-chat-thai-dong-vat-gia-thanh-cuc-re2

Trong thời gian tới, Dai và Angell dự định sẽ tìm hiểu sâu hơn về quy trình hóa học của viên pin để từ đó tìm ra cách kéo dài tuổi thọ của chúng. Để viên pin đạt được chất lượng thương mại – và phục vụ cho mục đích lưu trữ số lượng lớn – nó phải “trụ” được ít nhất 10 năm.

Theo các tính toán của các nhà khoa học, đội ngũ này cho biết pin của họ được thiết kế để sạc đầy lại hoàn toàn chỉ trong 45 phút và có tuổi thọ đến 1.500 chu kỳ sạc. Các bằng sáng chế cho thiết kế của pin đã được đăng ký – do công ty mà Dai thành lập, có tên AB Systems nộp lên Ủy ban Quản lý Bản Quyền – bước đi tiếp theo của bộ đôi này, đó là hoàn thành phiên bản thương mại của viên pin mà thôi.

Nguồn: Genk (Theo Digital Trends)

Một bước tiến quan trọng của công nghệ năng lượng mặt trời

Nangluong.news – Các nhà nghiên cứu đã gỡ bỏ được một rào cản lớn trong việc sản xuất quy mô lớn các tấm pin mặt trời tự in sử dụng vật liệu gốm Perovskite với giá thành rẻ.

mot-buoc-tien-quan-trong-cua-cong-nghe-nang-luong-mat-troiCác nhà khoa học đã có một bước tiến quan trọng của công nghệ năng lượng mặt trời.

Phương pháp mới của khoa Khoa học ứng dụng và kĩ thuật xây dựng,Trường đại học Toronto, có thể khiến việc in các tấm pin mặt trời dễ dàng và rẻ như là in một trang giấy. Tiến sĩ Hairen Tan và đội của ông đã xóa một trở ngại quan trọng trong sự phát triển của một loại thiết bị mới gọi là các tấm pin mặt trời Perovskite. Công nghệ năng lượng mặt trời thay thế này có thể dẫn đến chi phí sản xuất thấp, các tấm pin có thể tự in và có khả năng biến gần như bất kì bề mặt nào trở thành một máy phát điện.

“Tính kinh tế của quy mô đã làm giảm đáng kể chi phí sản xuất silicon”, giáo sư Ted Sargen, một chuyên gia về công nghệ năng lượng mặt trời và cũng là chủ tịch hội nghiên cứu công nghệ nano Canada cho biết.

“Các tấm pin Perovskite có thể cho phép chúng tôi sử dụng các kĩ thuật hiện hành của ngành công nghiệp in ấn để sản xuất các tấm pin mặt trời với giá thành cực thấp. Có khả năng các tấm pin sử dụng vật liệu Perovskite và các tấm pin silicon có thể kết hợp lại để nâng cao hiệu quả hơn nữa,nhưng chỉ với những tiến độ trong quá trình nhiệt độ thấp”.

Ngày nay, hầu như tất cả các tấm pin năng lượng mặt trời thương mại được làm từ những miếng silicon tinh thể mỏng và phải được xử lí để có một độ tinh khiết thật cao. Đó là một quá trình tốn nhiều năng lượng, đòi hỏi nhiệt độ cao hơn 1.000 độ C và một lượng lớn dung môi độc hại.

Ngược lại thì các tấm pin mặt trời sử dụng vật liệu Perovskite phụ thuộc vào một lớp tinh thể nhỏ-nhỏ hơn 1.000 lần so với chiều rộng của một sợi tóc con người-có thể được sản xuất với một chi phí sản xuất thấp và các vật liệu nhạy sáng. Bởi vì các vật liệu Perovskite thô có thể được trộn vào với một loại chất lỏng để tạo ra một loại “mực in mặt trời”. Chúng có thể được in lên bề mặt thủy tinh, nhựa hoặc các vật liệu khác bằng việc sử dụng một quá trình in phun đơn giản”.

Nhưng cho đến nay đã có một nhược điểm: Để tạo ra điện, các electron được kích thích bằng năng lượng mặt trời phải được chiết xuất từ các tinh thể để chúng có thể chạy qua một lớp mạch. Quá trình chiết xuất đó xảy ra trong một lớp đặc biệt được gọi là lớp electron có chọn lọc hay ESL. Khó khăn trong việc sản xuất một lớp ESL tốt là một trong những thách thức chính làm chậm lại sự phát triển của các thiết bị pin mặt trời dùng vật liệu Perovskite.

“Các vật liệu hiệu quả nhất để tạo ra ESL được sản xuất từ một loại bột và phải được nung ở nhiệt độ cao, trên 500 độ C”, ông Tan nói. “Bạn không thể đặt nó lên bề mặt của một tấm nhựa dẻo hoặc một tấm silicon-nó sẽ tan chảy.”

Ông Tan và các đồng nghiệp của ông đã phát triển một phản ứng hóa học mới hơn cho phép họ phát triển một loại ESL làm từ các hạt nano trong dung dịch, trực tiếp trên đầu của điện cực. Trong khi nhiệt độ vẫn còn cần thiết, quá trình này luôn ở dưới 150 độ C, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của nhiều loại nhựa.

Các hạt nano mới được phủ một lớp nguyên tử Clo, giúp chúng liên kết với các lớp Perovskite-sự liên kết mạnh mẽ này cho phép khai thác hiệu quả sự chiết xuất. Trong một bài báo gần đây công bố trên báo Science, ông Tan và các đồng nghiệp đã báo cáo hiệu quả của các tế bào năng lượng mặt trời sản xuất bằng phương pháp mới ở mức 20,1%.

“Đây là điều tốt nhất được báo cáo cho những công nghệ sử dụng quá trình xử lý nhiệt độ thấp”, ông Tan nói.

Ông cũng cho biết thêm rằng các tấm pin năng lượng mặt trời Perovskite sử dụng phương pháp cũ ở nhiệt độ cao hơn cũng chỉ nhỉnh hơn ở 22,1% và thậm chí các tấm pin mặt trời tốt nhất cũng chỉ có thể đạt 26,3%.

Một lợi ích khác là sự ổn định. Nhiều tấm pin mặt trời Perovskite bị giảm hiệu quả sau vài giờ hoạt động nhưng những tấm pin của ông Tan đã giữ lại khoảng 90% hiệu quả ngay cả sau 500 giờ hoạt động.

“Tôi nghĩ rằng kĩ thuật mới của chúng tôi đã mở ra một con đường để giải quyết vấn đề này”, ông Tan nói.

“ Các nghiên cứu tính toán của nhóm nghiên cứu ĐH Toronto đã giải thích được vai trò của lớp ESL mới được phát triển. Công việc của họ đã giúp phát triển các thiết bị năng lượng thế hệ mới một cách hợp lý.”, giáo sư Alan Aspuru-Guzik, một chuyên gia về khoa học vật liệu tại Khoa Hóa học và Sinh Hóa học tại đại học Havard, người không tham gia vào nghiên cứu,nhận xét.

“Để phát triển các tấm pin mặt trời tốt nhất,công nghệ các lớp màng mỏng thế hệ mới cần có quá trình tương thích với một tấm pin.Điều này đòi hỏi nhiệt độ xử lí thấp như nhóm của ĐH Toronto đã báo cáo trên báo Science.”, Giáo sư Luping Yu, một chuyên gia xử lí các vấn đề về pin mặt trời tại ĐH Hóa học Chicago, người không tham gia vào nghiên cứu nhận xét.

“Giữ mát trong quá trình sản xuất sẽ mở ra một thế giới mới của những khả năng cho các ứng dụng của các tấm pin mặt trời sử dụng vật liệu gốm Perovskite-silicon, từ vỏ điện thoại thông minh để mang lại khả năng sạc điện bằng năng lượng mặt trời đến các cửa sổ sử dụng năng lượng mặt trời để giảm tiền điện. Trong tương lai gần, Công nghệ của ông Tan có thể được sử dụng song song với các tấm pin năng lượng mặt trời thông thường.”

“Với quá trình nhiệt độ thấp của chúng tôi, chúng tôi có thể phủ lớp vật liệu gốm perovskite của chúng tôi trực tiếp lên silicon mà không làm hỏng các vật liệu cơ bản”. Ông Tan nói. “Nếu một tế bào lai giữa perovskite và silicon có thể đẩy hiệu quả hoạt động lên đến 30% hoặc cao hơn thì nó sẽ làm năng lượng mặt trời trở nên quan trọng khi cân nhắc về vấn đề kinh tế”.

Nguồn: Dantri (Theo Science Daily)

Vật liệu có thể biến nhiệt, chuyển động và ánh sáng mặt trời thành điện năng

Nangluong.news – Trong một nghiên cứu mới được công bố, các nhà khoa học Phần Lan đã công bố chi tiết về khả năng chuyển đổi nhiệt, động năng và ánh sáng mặt trời thành điện năng của vật liệu KBNNO – một loại gốm perovskite.

Theo nhà nghiên cứu Yang Bai, “điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (Internet of Things – IoT) và các thành phố thông minh – nơi các cảm biến và thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng nguồn năng lượng bền vững”.

vat-lieu-co-bien-nhiet-chuyen-dong-va-anh-sang-mat-troi-thanh-dien-nangGốm Perovskite là loại vật liệu được dùng để chế tạo các tấm pin quang điện

Hầu hết các loại vật liệu perovskite đều chuyển đổi năng lượng rất tốt, mặc dù mỗi loại vật liệu perovskite khác nhau thường chuyên về một loại chuyển đổi năng lượng duy nhất. Vật liệu được sử dụng trong các tấm pin quang điện có hiệu quả trong việc tạo ra điện từ ánh nắng mặt trời, nhưng lại không thể chuyển đổi nhiệt và áp lực thành điện năng.

Các thí nghiệm của các nhà khoa học vật liệu tại Đại học Oulu đã cho thấy KBNNO rất đa năng.

Các nghiên cứu trước đây đã nêu bật khả năng quang điện của KBNNO, tuy nhiên còn ít chú ý đến khả năng hỏa điện và chất lượng hỏa điện của vật liệu này – đó là khả năng vật liệu có thể chuyển đổi từ nhiệt độ và áp suất – dưới sự kích hoạt của chuyển động – thành điện năng.

Cũng giống như tất cả các loại gốm perovskite khác, KBNNO là một chất sắt điện, có nghĩa là nó có các lưỡng cực điện nhỏ nằm rải rác. Những lưỡng cực này giống như các kim la bàn nhỏ xíu, chúng bị lệch khi gặp nhiệt độ và tạo ra dòng điện.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm khả năng sắt điện của KBNNO ở nhiệt độ cực kỳ thấp. Nhóm nghiên cứu của Đại học Oulu là những người đầu tiên đo được cả khả năng sắt điện và quang điện của KBNNO ở nhiệt độ phòng.

Trong khi KBNNO không phải là loại vật liệu tốt nhất ở bất kỳ dạng chuyển đổi năng lượng nào, các thử nghiệm lại cho thấy nó tương đối hiệu quả ở cả ba dạng. Hơn thế nữa, trong nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí vật lý ứng dụng Applied Physics Letters cho thấy, loại vật liệu này còn có thể cải tiến.

Nhà nghiên cứu Yang Bai cho rằng “Có lẽ tất cả các đặc tính này đều có thể điều chỉnh đến mức tối đa”.

Bai và các đồng nghiệp hy vọng sẽ tạo ra một thiết bị thu đa năng lượng trong tương lai gần.

“Điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (Internet of Things – IoT) và các thành phố thông minh – nơi các cảm biến và thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng nguồn năng lượng bền vững”.

Nguồn: Dantri

Phát minh mới: Biến chậu hoa thành sạc điện thoại vĩnh cửu

Nangluong.news – Chậu cây hoạt động được với hầu hết tất cả các loại cây trồng, còn nếu bạn muốn trồng xương rồng thì có vẻ không thích hợp lắm đâu.

Dự án khởi nghiệp Bioo đến từ Tây Ban Nha mới đây đã giới thiệu một sản phẩm vô cùng độc đáo – chậu trồng hoa với khả năng sạc điện cho các thiết bị thông minh. Phát minh này dựa trên cơ chế quang hợp tự nhiên để sản xuất điện năng. Đây có dường như thông tin xác thực khi nó được đăng tải trên nhiều trang web chính thống.

Nguyên lý hoạt động

phat-minh-moi-bien-chau-hoa-thanh-sac-dien-thoai-vinh-cuu

Bên ngoài, Bioo là một chậu hoa rất bình thường với chiều cao 21 cm. Dưới đáy chậu là nguồn điện 5.0 V, cho dòng 1 A và hai ngăn nhỏ chứa một loại vi khuẩn đặc biệt có khả năng phản ứng khi gặp nước. Toàn bộ khối nguồn và pin vi khuẩn được nối với cổng USB hình viên sỏi phía trên giúp bạn có thể kết nối hầu như bất kỳ thiết bị nào để sạc.

phat-minh-moi-bien-chau-hoa-thanh-sac-dien-thoai-vinh-cuu-1

 

Trong quá trình quang hợp, vi khuẩn sẽ ở trạng thái bị kích thích và bắt đầu sản sinh ra điện. Theo các nhà sáng chế, một chậu cây có thể sạc đủ cho 2-3 chiếc điện thoại/ngày với công suất sạc không thua kém gì sạc qua kết nối USB trên máy tính.

Điểm độc đáo nữa của phát minh này là ngoài việc sản xuất điện, các vi khuẩn trong chậu cây còn có khả năng kiểm soát độ tinh khiết của nước. Chậu có thiết kế đặc biệt nên bạn không phải lo lắng về việc điện thoại thông minh của mình bị dính nước khi cắm sạc.

phat-minh-moi-bien-chau-hoa-thanh-sac-dien-thoai-vinh-cuu5 bước đơn giản để có nguồn năng lượng sạch

Được biết, càng những cây có lá càng to thì dòng điện sinh ra càng lớn. Như vậy, chậu cây hoạt động được với hầu hết tất cả các loại cây trồng, còn nếu bạn muốn trồng xương rồng thì có vẻ không thích hợp lắm đâu.

Nguồn: Genk.vn

Pin mặt trời hiệu năng cao, giá siêu rẻ sẽ thống lĩnh thị trường năng lượng nhờ vật liệu mới

Nangluong.news – Cánh cửa mở tới tương lai của thời đại năng lượng mặt trời có thể gần hơn chúng ta nghĩ.

Năng lượng mặt trời sẽ rẻ cỡ nào? Chúng ta chưa biết được, tuy nhiên sự rớt giá đáng chú ý của những tấm pin mặt trời sẽ còn tiếp tục khi pin mặt trời làm bằng chất liệu perovskoite đã vượt qua mốc 20% hiệu suất. Thông tin này “cập bến” chỉ 2 ngày sau khi những nhà nghiên cứu hàng đầu miêu tả vật liệu perovskite như là tương lai của ngành năng lượng mặt trời nói riêng và cả ngành sản xuất điện nói chung.

42c65fe87aa2df94a5136431e0f8e03f-1477062278705Cấu trúc tinh thể của Perovskite

Có rất nhiều cách để sinh điện từ ánh sáng mặt trời, tuy nhiên thị trường của năng lượng mặt trời đang bị thống trị và áp đảo hơn hẳn bởi những những viên pin bằng silicon tinh thể. Hầu hết những nguyên liệu thay thế đều là hợp chất có hiệu suất thấp hơn hoặc rất đắt đỏ. Trong những năm gần đây, đã có những phỏng đoán về việc những viên pin được làm từ nguyên liệu perovskite, một dạng tinh thể với có cấu trúc giống với cấu trúc của vật liệu gốm canxi titanat (CaTiO3) sẽ soán ngôi vương của pin silicon tinh thể. Perovskite không cần tới quá trình sử dụng nhiệt độ cao – nguyên nhân chính dẫn tới việc pin silicon có giá rất cao.

5vyjfmj7-1408032487-1477062278706Hình ảnh của Perovskite ngoài đời thực

Những lựa chọn thay thế khác cũng giống perovskite, tuy nhiên mất tới nhiều thập kỷ để “nhích” được hiệu suất lên chỉ một chút. Trong khi đó, mới chỉ có 7 năm từ khi những giấy tờ đầu tiên về việc sản xuất điện bằng perovskite và ánh sáng mặt trời, mà nó đã có 3.8% hiệu suất. Chỉ 3 năm sau, Giáo sư Henry Snaith của Đại học Oxford đã thay đổi hoàn toàn “cuộc chơi” khi ông tìm ra cách chế tạo pin mặt trời đạt 10% hiệu suất.

Đầu năm nay, Snaith lại tiếp tục lập kỷ lục bằng cách kết hợp một viên pin perovskite với mẫu môđun của pin silicon truyền thống và chạm mức 25.2% cho hiệu suất năng lượng mặt trời.

content-1476973007-124981-1477062278708

Giờ đây, Snaith đã vượt qua cột mốc mới, kết hợp 2 lớp perovskite để tạo nên một viên pin có hiệu suất 20.3%, một thành tựu mà ông đã thông báo với tờ Science. Mặc dù nó không đạt được % hiệu suất bằng viên pin silicon/perovskite, thành quả làm việc mới nhất của Snaith là việc không sử dụng tới silicon nữa và giá thành của pin mặt trời sẽ rẻ hơn rất nhiều khi sản xuất hàng loạt.

Thử thách lớn nhất với bất kỳ một loại pin voltaic (pin quang điện có lớp chặn) là làm sao để triết xuất năng lượng từ nhiều bước sóng nhất có thể. Snaith đã chế tạo ra một dạng perovskite có khả năng bắt ánh sáng xanh rất hiệu quả, tuy nhiên nó lại để hầu hết ánh sáng đỏ đi qua, và để lại một lớp ánh sáng trên mặt kính. Nó được chồng lên bởi một loại perovskite khác, có khả năng bắt ánh sáng đỏ hiệu quả hơn.

a8408d61fbdae640097c28124ff9eed8-1477062278700

Thành phần cấu tạo và cơ chế hoạt động của pin perovskite

Mặc dù loại perovskite bắt ánh sáng xanh đã xuất hiện được một thời gian, tuy nhiên cần phải có sự trợ giúp của cộng sự tiến sỹ Snaith, là tiến sỹ Giles Eperon của đại học Washington để tạo ra loại phù hợp với ánh sáng đỏ ở tận cùng của dải quang phổ. Sử dụng một hợp chất của thiếc, chì, xêsi, i-ốt và những vật liệu hữu cơ, Eperon đã thành công ngoài dự tính khi thành quả của ông có thể bắt được cả ánh sáng hồng ngoại mờ.

Ngoài việc cần phải cải thiện hiệu suất, chướng ngại vật lớn nhất để sử dụng pin mặt trời perovskite trên thực tế đó là nó bị giảm hiệu năng khi tiếp xúc với Oxi, nhiệt độ cao và nước. Sau khi “nấu” thành phẩm của mình trong 4 ngày ở nhiệt độ 100 độ C, Snaith và Eperon đã rất hài lòng khi biết rằng nhiệt độ cao sẽ không còn là một vấn đề, và Oxi cũng không còn đáng bận tâm.

Nhờ có phát minh của Snaith và Eperon, cánh cửa mở tới tương lai của thời đại năng lượng mặt trời có thể gần hơn chúng ta nghĩ.

Nguồn: Genk (Theo iflscience)

Microsoft phát triển màn hình E-paper không cần sạc điện

Nangluong.news – Không còn phải bận tâm tới những phích cắm, Microsoft đã nghiên cứu và phát triển một màn hình hoạt động bằng cách hấp thụ năng lượng từ ánh sáng môi trường.

uist-2016-exploring-the-design-space-for-energy-harvesting-situated-displays-1477029915247-194f7

Mới đây, Microsoft đã bước đầu phát triển một dạng màn hình động có khả năng tự sạc bằng cách khai thác năng lượng từ môi trường xung quanh thông qua việc sử dụng các tế bào quang điện. Thiết bị có kích thước nhỏ gọn với độ dày chỉ là 3mm, có thể gắn lên tường, cửa sổ, hoặc đặt ngay trên bàn làm việc. Màn hình này có thể hiển thị các thông tin cơ bản như thời gian, thời tiết hoặc thông báo tin nhắn nhờ khả năng đồng bộ thông qua Wifi hoặc Bluetooth.

Thành viên nhóm nghiên cứu, Tobias Grosse-Puppendahl cho biết rằng không giống như màn hình máy tính hoặc ti vi, màn hình e-ink của thiết bị này không yêu cần năng lượng để duy trì hình ảnh. Điều đó có nghĩa là thiết bị chỉ cần một lượng năng lượng rất nhỏ, mà năng lượng đó có thể thu nhận từ ánh sáng trong văn phòng thông qua một mảnh pin năng lượng mặt trời ở mặt lưng.

Thiết bị này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, do đó chưa có thông tin rõ cụ thể về hiệu quả kinh tế của sản phẩm. Trước đó, cũng đã có những nghiên cứu chế tạo thiết bị có khả năng tận dụng năng lượng từ môi trường xung quanh. Năm ngoái, một nhóm từ Đại học Washington đã tìm cách sử dụng năng lượng trong tín hiệu Wi-Fi để cung cấp điện cho một số thiết bị. Công nghệ này có thể chuyển đổi năng lượng sóng vô tuyến điện từ một router chuẩn thành điện năng. Nguồn điện này sau đó được cung cấp cho hệ thống cảm biến nhiệt độ và các camera có độ phân giải thấp.

Nguồn: Genk (Theo New Scientist)

Ấn tượng “Thành phố mới sắp vận hành nhờ năng lượng mặt trời hấp thụ từ cửa sổ”

Nangluong.news – Các nhà nghiên cứu ước tính rằng 12.000 ô cửa sổ tại Trung tâm thương mại thế giới ở thành phố New York có thể cung cấp năng lượng điện cho hơn 350 căn hộ.

Sự phát triển trong công nghệ chuyển hóa năng lượng mặt trời có thể biến các tấm pin trở thành dạng bán trong suốt. Dự án này đã được Phòng thí nghiệm quốc gia Hoa Kỳ Los Alamos phát triển từ năm 2014. Và đến nay, nhóm nghiên cứu đã đạt được những bước tiến vượt bậc.

Công nghệ này sử dụng một chất bán dẫn cực kỳ nhỏ được gọi là chấm lượng tử để vừa tạo ra độ trong suốt vừa có thể “thu hoạch” ánh sáng mặt trời. Trưởng nhóm nghiên cứu, ông Viktor Klimov giải thích rằng ông và nhóm nghiên cứu đã đổ hỗn hợp chấm lượng tử và nhựa PVP lên trên một mảnh thủy tinh và dàn mỏng lớp hỗn hợp này. Những chấm lượng tử sẽ có thể được điều chỉnh để lựa chọn hấp thu những bước sóng ánh sáng nhất định.

Nhóm nghiên cứu cho biết rằng các chấm lượng tử này sẽ có tuổi thọ lên đến 14 năm. Hiện nay hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 1,9%. Tuy nhiên, công nghệ này sẽ tiếp tục được phát triển để đạt lên tới 6%.

1476670352-k1Nhóm nghiên cứu với tấm pin mặt trời trong suốt dùng làm cửa sổ. Nguồn ảnh: Los Alamos.

Các công nghệ biến ánh sáng mặt trời thành điện hiện tại vẫn kém hiệu quả. Các tấm pin mặt trời chưa thể hấp thụ toàn bộ năng lượng của ánh sáng mặt trời. Nói chung, những tế bào năng lượng mặt trời tốt nhất hiện tại chỉ có thể chuyển 25% năng lượng mà nó nhận được thành điện. Tại sao vậy? Thực tế là ánh sáng mặt trời, như tất cả các loại ánh sáng khác, bao gồm một quang phổ với các bước sóng khác nhau, mỗi bước sóng có một cường độ khác nhau. Có những bước sóng quá yếu không thể giải phóng các electron còn một số bước sóng lại quá mạnh với silicon.

Hơn nữa, các tấm pin mặt trời cần được đặt ở những vị trí cực kỳ đặc biệt. Góc của các tấm pin mặt trời cần được tính toán để có thể nhận được tối đa lượng ánh sáng mặt trời và đương nhiên những tấm pin mặt trời chỉ thực sự hữu ích nếu được đặt ở nơi có nhiều ánh sáng mặt trời.

Các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục nghiên cứu nhằm phát triển những tấm pin mặt trời hiệu quả hơn. Các tế bào năng lượng mặt trời dạng màng mỏng, được sản xuất từ cadmium, mỏng hơn nhiều so với tế bào silicon và có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời tốt hơn. Nhưng hiện tại, khả năng biến năng lượng thu thập được thành điện năng của tế bào năng lượng mặt trời cadmium vẫn còn khá kém. Tuy nhiên, các nhà khoa học muốn nghiên cứu thêm về loại tế bào năng lượng mặt trời này bởi chúng có mức giá rẻ và kích thước thuận tiện.

Nguồn: Khampha

Sử dụng cát để sản xuất năng lượng mặt trời hiệu quả

Nangluong.news – Với công nghệ này, các nhà máy điện mặt trời có thể xây dựng tại sa mạc mà không cần vận chuyển vật liệu đầu vào vì ở đây luôn có sẵn nguồn cát dồi dào.

Các nhà khoa học tại Masdar Institue vừa công bố một nghiên cứu giúp sản xuất năng lượng mặt trời hiệu quả hơn bằng cách sử dụng cát. Họ hi vọng có thể thúc đẩy công nghệ hội tụ năng lượng mặt trời (CSP) nhằm cạnh tranh với phương pháp quang điện truyền thống.

11
tên là “Sandstock”, nghiên cứu vừa công bố tại Hội thảo Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời và Năng Lượng Hóa Học (Nam Phi). Nghiên cứu chỉ ra rằng cát có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1.000°C. Sở dĩ điều này quan trọng là vì công nghệ CSP sử dụng gương để phản chiếu sức nóng từ mặt trời vào một điểm, hầu hết là dùng dụng cụ chứa loại vật liệu có khả năng tích trữ sức nóng rồi chuyển hóa thành điện.
Lợi thế của CSP là năng lượng sinh ra có thể dễ dàng tích trữ, nhưng những năm gần đây, công nghệ này không được ưa chuộng bằng công nghệ quang điện do vấn đề chi phí.
Điều này giờ đây có thể thay đổi. Tiến sĩ Nicolas Calvet cho biết: “Cát luôn là một nhược điểm của quốc gia này, nhưng chúng tôi muốn biến nó thành ưu điểm vì cát có thể chịu được nhiệt độ cả và giá thành thì rất rẻ.” Giải thích về công nghệ này, tiến sĩ Calvet cho biết: “Về cơ bản, chúng ta làm nóng cát trong ngày rồi đến khi đêm xuống, chúng ta có thể sử dụng nhiệt đã tích trữ trong cát để tạo ra năng lượng.”
Với công nghệ kể trên, các nhà máy điện mặt trời có thể xây dựng tại sa mạc mà không cần vận chuyển vật liệu đầu vào vì ở đây luôn có sẵn nguồn cát dồi dào.

Nguồn: Vecea (Theo The National)