Đột phá về tế bào năng lượng mặt trời sản sinh ra nhiên liệu có thể đốt cháy

Nangluong.news - Các nhà nghiên cứu tại Đại học Illinois, Chicago (UIC) đã thiết kế thành công tế bào năng lượng mặt trời tiềm năng, chi phí rẻ, có khả năng chuyển đổi hiệu quả cacbon đioxit trong khí quyển trực tiếp thành nhiên liệu hydrocarbon khả dụng bằng cách chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời.

Các kết quả của công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science gần đây. Không giống như các tế bào năng lượng mặt trời truyền thống. thiết bị đèn mặt trời chính hãng Việc chuyển đổi ánh sáng thành điện năng cần phải lưu trữ trong các pin nặng. Loại thiết bị mới này về cơ bản thực hiện các công việc như của một nhà máy, việc chuyển đổi cacbon đioxit trong khí quyển thành nhiên liệu, giải quyết 2 vấn đề cốt yếu cùng một lúc. Một trang trại năng lượng mặt trời giống như “những chiếc lá nhân tạo” có thể loại bỏ một lượng cácbon đáng kể khỏi khí quyển và sản sinh nhiên liệu có mật độ năng lượng cao một cách hiệu quả.

“Tế bào năng lượng mặt trời mới này không phải là quang điện - nó là quang hợp (photosynthetic)”, Amin Salehi-Khojin, PGS về kỹ thuật công nghiệp và cơ khí tại UIC, tác giả chính của công trình nghiên cứu cho biết.“Thay vì sản sinh năng lượng trong một bộ định tuyến một chiều không bền (unsustainable) từ các nhiên liệu hóa thạch thành khí nhà kính (greenhouse gas), cung cấp pin năng lượng mặt trời bây giờ chúng tôi có thể đảo ngược lại chu trình này và tái sinh cácbon trong khí quyển thành nhiên liệu bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời”.

Trong khi các nhà máy sản xuất nhiên liệu dưới dạng đường, những chiếc lá nhân tạo phân phối các chất khí tổng hợp, hoặc các chất khí tổng hợp, hỗn hợp chất khí hydrogel và cácbon monoxít. Chất khí tổng hợp có thể đốt cháy trực tiếp, hoặc chuyển đổi thành dầu điezen hoặc các nhiên liệu hydrocarbon khác.

Khả năng chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu với chi phí tương đương với một galông xăng (đơn vị đo lường chất lỏng bằng 4, 54 l ở Anh, 3, 78 l ở Mỹ) sẽ không còn cần sử dụng nhiên liệu hóa thạch nữa.

“Các phản ứng hóa học để chuyển đổi CO₂ thành các dạng cácbon có thể đốt cháy được gọi là các phản ứng khử, trái ngược với quá trình oxy hóa hoặc quá trình đốt cháy. Các kỹ sư đang thăm dò các chất xúc tác khác nhau để thúc đẩy phản ứng khử CO₂, nhưng hiện các phản ứng này không hiệu quả và cần dựa vào các kim loại quý đắt tiền như bạc”, Salehi-Khojin nói. “Chất mà chúng tôi cần là một nhóm các hóa chất mới có các đặc tính đặc biệt”.

Salehi-Khojin và các cộng sự của ông đã tập trung vào nhóm các thành phần cấu trúc nano thuộc họ dichalcogenides kim loại chuyển tiếp (transition metal dichalcogenides - TMDCs). TMDCs giống như các chất xúc tác, việc ghép cặp chúng với các dung dịch có ion độc đáo y như chất điện phân bên trong một pin 2 ngăn, 3 điện cực điện hóa.

“Chất xúc tác mới này hoạt tính tốt hơn, đèn sân vườn năng lượng mặt trời có khả năng phá vỡ các liên kết hóa học của cacbon đioxit”, Mohammad Asadi, nhà nghiên cứu sau tiến sỹ cho biết.

Trên thực tế, chất xúc tác mới này nhanh hơn 1,000 lần so với các chất xúc tác kim loại quý, giá thành rẻ hơn khoảng 20 lần.

Các nhà nghiên cứu khác cũng đã sử dụng chất xúc tác TMDC để sản xuất hydrogen bằng nhiều cách khác, nhưng không bằng cách khử CO₂. Tuy nhiên, chất xúc tác này không xảy ra phản ứng.

Theo Salehi-Khojin cho biết, công nghệ này không những phù hợp với các ứng dụng có quy mô lớn, giống như các trang trại năng lượng mặt trời, mà con có thể áp dụng với quy mô nhỏ. Trong tương lai, nó có thể hữu ích ở trên Sao Hỏa, nơi có bầu khí quyển chủ yếu là cácbon đioxit, nếu hành tinh này có nước.

Nguồn: Nangluong.news

Phát minh máy biến nước tiểu thành nước làm bia

Nangluong.news - Các nhà khoa học Bỉ tuyên bố đã sáng chế được một chiếc máy tinh chế nước tiểu thành nước uống, chạy bằng năng lượng mặt trời.

Theo các nhà khoa học, loại nước được tinh chế bằng kỹ thuật trên có thể dùng để nấu bia.

Đa phần mọi người đều không tự nguyện uống nước tiểu trừ khi bị mắc kẹt nhiều ngày trong sa mạc và mất nước tới mức không còn lựa chọn nào khác. Tuy nhiên, các nhà khoa học thuộc đại học Ghent đã nhìn thấy tiềm năng trong nước tiểu, và đáng để khai thác.

"Chúng tôi có thể lấy phó phẩm phân bón và nước uống từ nước tiểu chỉ bằng một quy trình đơn giản và năng lượng mặt trời", các nhà khoa học Sebastiaan Derese của đại học Ghent nói.

Trong quá trình chạy bằng năng lượng mặt trời, nước tiểu được đun nóng trong một cái thùng chứa, rồi sau đó được chuyển qua một màng ngăn để tách nước khỏi các dưỡng chất, gồm kali, ni tơ và phốt pho.

Hệ thống trên có thể vận hành không cần điện và do đó, rất dễ lắp đặt. Theo ông Derese, quá trình trên có thể giúp tổ chức hoạt động nông nghiệp theo hướng bền vững và địa phương, đặc biệt ở khu vực nông thôn của các nước đang phát triển, vốn hay bị hạn hán.

Tuy nhiên, mục tiêu số 1 lại là lắp đặt máy này ở các sân vận động, trung tâm mua sắm và sân bay.

Gần đây, các nhà khoa học đã lắp đặt một trong số các máy chưng cất trên tại một liên hoan âm nhạc kéo dài 10 ngày ở Ghent với logo "tiên phong cho khoa học". Dự án này đã thành công xuất sắc khi nó tái chế và thu được 1.000 lít nước từ số nước tiểu thu được ở sự kiện trên. Nước sau khi được tinh chế đã được dùng để làm bia.

"Chúng tôi gọi nó là từ nước cống tới bia", ông Derese đùa.

Nguồn: Vietnamnet

Gỉ sắt có thể biến thành pin năng lượng mặt trời

Nangluong.news - Xe đạp cũ và vỉ nướng trong nhà để xe có thể biến dự án lưu trữ năng lượng mặt trời quy mô lớn thành hiện thực sau khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng gỉ sắt có thể biến thành pin năng lượng mặt trời có thể phân tách nước.

Pin năng lượng mặt trời làm từ rỉ sắt không chỉ giúp chúng ta lưu trữ năng lượng tốt hơn với chi phí rẻ hơn mà còn tạo ra khí hydro, nhiên liệu không thải ra khí nhà kính cho các phương tiện và máy móc

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Stanford đã sử dụng gỉ sắt để tạo ra pin năng lượng mặt trời có thể phân tách nước thành hydro và oxy và lưu trữ năng lượng để sử dụng khi không có ánh sáng mặt trời. Sau đó, năng lượng tái tạo quá trình phân tách nước sẽ được đảo ngược lại vào ban đêm để thu lại điện năng và cung cấp cho lưới điện.

"Chúng tôi phát hiện ra rằng các oxit kim loại rẻ, phong phú và dễ xử lý có thể tạo ra điện năng tốt hơn những gì mà chúng tôi nghĩ trước đây", phó giáo sư về khoa học vật liệu và kỹ thuật của Đại học Stanford, William Chueh cho biết.

"Bằng cách kết hợp nhiệt và ánh sáng, pin năng lượng mặt trời có khả năng phân tách nước được làm từ oxit kim loại có thể lưu trữ nguồn năng lượng mặt trời vô tận một cách hiệu quả hơn để sử dụng khi cần thiết. Chúng tôi nhận thấy rằng đốt nóng oxit kim loại bằng ánh sáng mặt trời có thể làm tăng tốc độ sản xuất hydro lên gấp 2 lần".

Trong khi pin năng lượng mặt trời được làm từ silicon giảm hiệu suất lưu trữ năng lượng khi bị đốt nóng thì loại pin năng lượng mặt trời mới này lại tăng hiệu suất lên đáng kể khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Các quang tử mà loại pin này thu được sẽ được biến đổi thành các điện tử với tốc độ nhanh, tạo ra nhiều oxi và hydro hơn từ quá trình tách nước.

Hiện nay, máy thu năng lượng từ mặt trời các pin năng lượng mặt trời được làm từ silicon phân tách nước khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và lưu trữ điện lượng để sử dụng vào buổi tối. Hydro và oxy tái kết hợp lại trong đêm sẽ tạo ra điện năng mà không cần đốt nóng pin lên. Oxit kim loại cũng có thể làm được điều này khi được đốt nóng lên, các nhà khoa học tin như vậy.

Chi phí là trở ngại lớn nhất trong việc lưu trữ năng lượng bằng phương pháp phân tách nước. Trước khi các nhà khoa học thuộc đại học Stanford thực hiện nghiên cứu này, người ta vẫn nghĩ rằng các oxit kim loại khi bị đốt nóng sẽ giảm hiệu suất trong việc phân tách nước.

Phó giáo sư Cheuh cho biết phương pháp này không chỉ giúp chúng ta lưu trữ năng lượng tốt hơn, với chi phí rẻ hơn mà còn tạo ra khí hydro, nhiên liệu không thải ra khí nhà kính cho các phương tiện và máy móc. Như vậy, phương pháp này có thể đam lại một giải pháp mới cho việc lưu trữ khí gas.

Pin năng lượng mặt trời được làm từ gỉ sắt là một trong những phát minh sắp được triển khai để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang hệ thống năng lượng carbon thấp của toàn thế giới.

Báo điện tử Edie vừa đưa tin rằng Đại học Purdue ở bang Illinois, Mỹ đã tiến hành thử nghiệm một hệ thống năng lượng, kết hợp giữa năng lượng mặt trời và năng lượng hydro, có khả năng cung cấp điện cho các thành phố trong một ngày. Hệ thống này vừa sản xuất ra điện năng từ năng lượng mặt trời, máy thu năng lượng từ mặt trời vừa sản xuất ra hydro, vừa lưu trữ năng lượng và hoàn toàn có thể cạnh tranh với pin quang điện mặt trời và công nghệ lưu trữ năng lượng trong công cuộc chuyển đổi sang hệ thống năng lượng carbon thấp.

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu Thụy Điển đã phát minh ra một loại giấy mới có thể lưu trữ lượng điện năng lớn như một bộ tụ điện hay bộ ắc-quy. Một công ty năng lượng mặt trời của Mỹ lại tạo ra một công nghệ chất lỏng có thể biến cửa sổ thông thường thành tấm pin lượng mặt trời với hiệu suất cao hơn gấp 50 lần so với những tấm pin quang điện thông thường được lắp đặt trên mái nhà.

Nguồn: TKNL (Theo Edie.net)

 

Rạp chiếu phim sử dụng điện năng từ ... xe đạp

Nangluong.news - Các sinh viên đại học của Anh vừa chế tạo ra một loại máy phát điện mới từ... xe đạp có khả năng sản xuất ra đủ điện năng để trình chiếu một bộ phim trọn vẹn.

Những năm gần đây, chúng ta thường xuyên nhắc đến việc sản xuất điện năng bằng cách đạp xe. Đây thật sự là một phương pháp tuyệt vời để vừa có được điện năng sạch để sử dụng, đèn led tuýp 220v vừa được luyện tập thể dục hàng ngày. Tất nhiên, lợi ích về sức khỏe không phải là lợi ích duy nhất mà phương pháp này mang lại. Ví dụ như chiếc xe đạp giặt đồ, sử dụng sức người để giặt quần áo là một thiết bị hữu ích cho người dân nghèo của Ấn Độ.

Đến nay, một phát minh mới liên quan đến việc sản xuất điện năng từ việc đạp xe đã được một nhóm sinh viên thuộc trường Đại học Leicester nghĩ ra. Trong đồ án tốt nghiệp của mình, các sinh viên phải phát minh và tạo ra được một thiết bị có nhiều chức năng kết hợp của khác thiết bị khác.

Cuối cùng, sản phẩm mà họ đưa ra là máy phát điện xe đạp, có khả năng sản xuất ra đủ điện năng cho một máy chiếu có công suất 55 W trình chiếu được một bộ phim trọn vẹn. Bạn thường nghe thấy mọi người nói rằng, năng lượng sạch để giữ cơ thể cân đối, chúng ta không nên ngồi nguyên trên ghế sofa khi đang xem một bộ phim mà thay vào đó, chúng ta nên tập một vài động tác thể dục. Và loại máy phát điện này có thể giúp bạn làm được điều này.

Nhóm sinh viên đã sử dụng một sợi dây đai truyền lực để nối một động cơ điện có công suất 250 W với một chiếc xe đạp đua. Ngoài ra, thiết bị này còn có một bộ pin. Khi người đạp xe đạp được 60 vòng/phút, đầu tư điện sạch bộ pin này sẽ được cấp điện. Điện năng từ bộ pin này sẽ đi vào một mạch nghịch đảo sóng vuông, sau đó, điện áp một chiều sẽ biến thành điệp áp hai chiều.

Các sinh viên cho biết, máy phát điện xe đạp này tạo ra được lượng điện năng lớn hơn nhiều so với lượng điện năng mà chúng ta cần để xem hết một bộ phim.

Nguồn: TKNL (Theo The Green Optimistics)

Nhạc cụ mới có khả năng sản xuất và lưu trữ điện năng

Nangluong.news - Một loại nhạc cụ mới có khả năng sản xuất và lưu trữ điện năng khi được lắc lên vừa được đưa ra.

Nhạc sỹ người Anh Sudha Kheterpal là người đã nghĩ ra sáng kiến "Shake Your Power" - sáng kiến về việc tạo ra các nguồn điện năng sạch từ âm nhạc.

Nhạc sỹ Kheterpal, người từng chơi nhạc cụ gõ trước đây trả lời báo điện tử Energy Live News rằng: "Chúng tôi vừa tạo ra một loại nhạc cụ mới, máy thu năng lượng từ mặt trời được đặt tên là SPARK. Đây là một loại nhạc cụ thuộc bộ lắc. Bạn chơi loại nhạc cụ này và tạo ra năng lượng, năng lượng tái tạo năng lượng sau đó sẽ được nhạc cụ biến thành điện năng để bạn có thể dùng để chiếu sáng hay sạc điện thoại di động thông qua bộ điều hợp sạc pin chạy bằng năng lượng mặt trời".

"Khi nhạc cụ SPARK được lắc lên, nam châm sẽ di chuyển về trước và sau trong một cuộn dây, tạo ra điện năng, được tích trữ trong một pin sạc".

Nhạc sỹ Kheterpal tin rằng nhạc cụ này sẽ rất hữu ích cho các quốc gia nghèo nơi hàng trăm triệu người dân không được tiếp cận với điện năng từ lưới điện.

Nhạc sỹ Kheterpal cũng cho biết thêm rằng SPARK có thể thay thế đèn dầu vừa nguy hiểm vừa kém hiệu quả.

Dự án "Shake Your Power" sẽ cung cấp 1.000 nhạc cụ SPARK cho người dân ở khu vực không có lưới điện ở châu Phi. đèn led tròn 220v Sau đó, dự án phân phát những bộ dụng cụ lắp ghép cho học sinh tại các trường học của khu vực này để các em có thể tự ghép các nhạc cụ lại với nhau và tạo ra điện năng.

Nguồn: TKNL (Theo Energy Live News)

Thiết bị đầu tiên trên thế giới có thể biến trực tiếp ánh sáng thành dòng điện

Nangluong.news - Đây là phương pháp trực tiếp biến ánh sáng thành dòng điện, khác với các tấm năng lượng Mặt Trời trước đây.

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công một thiết bị được gọi là rectenna quang học. Với cấu tạo bao gồm một ăng-ten,điều khiển sạc năng lượng mặt trời  một diode chỉnh lưu và có khả năng chuyển đổi trực tiếp từ ánh sáng thành dòng điện một chiều.

Trước đây các nhà khoa học đã tạo ra được các rectenna để thu năng lượng điện từ ánh sáng hồng ngoại, nhưng chỉ đạt hiệu suất 1%. Tuy nhiên các nhà khoa học tại Viện công nghệ Georgia đã tìm ra cách tăng hiệu suất của quá trình này lên đến 40%, khiến cho triển vọng áp dụng vào thực tế của thiết bị này ngày càng gần hơn.

Thiết bị rectenna quang học mới này sử dụng các ống nano carbon xếp liền nhau để tạo thành một bề mặt dẫn điện và có chức năng giống như một chiếc ăng-ten siêu nhỏ để bắt ánh sáng. Sau đó các nhà khoa học phủ thêm một lớp oxit nhôm để cách nhiệt và một lớp canxi trong suốt phía trên cùng để làm cực dương.

Các sóng ánh sáng khi đi qua các ống nano carbon sẽ tạo ra những electron tự do. Và các mối nối cách điện ở đỉnh của các ống nano sẽ đóng vai trò như chỉnh lưu, đèn led tuýp 220v đóng mở liên tục theo chu kỳ lên tới femto giây, cho phép các electron tạo ra bởi ăngten di chuyển 1 chiều trờ lại điện cực ở bên trên.

Với phương pháp này, năng lượng tái tạo các nhà khoa học có thể biến đổi trực tiếp ánh sáng thành dòng điện mà không cần thông qua nhiều bước phức tạp như các tấm pin năng lượng Mặt Trời. Nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng ta đã có thể tạo ra các tế bào năng lượng Mặt Trời hoàn toàn mới, với hiệu suất gấp đôi nhưng giá thành chỉ bằng 1/10”.

Thách thức tiếp theo của các nhà khoa học là tiếp tục tăng cường hiệu suất chuyển đổi của phương pháp mới này. Và tìm cách áp dụng nó vào trong thực tế. Nếu thành công, đây có thể là nguồn điện năng hoàn toàn mới thay thế cả các tấm năng lượng Mặt Trời hiện nay.

Nguồn: Khoahoctot (Tham khảo: sciencealert)

Pin mặt trời cao cấp giống lớp biểu bì của cánh hoa hồng

Nangluong.news - Viện công nghệ Karlsruhe đã tìm ra cách nâng cao hiệu suất của pin mặt trời dựa vào tế bào biểu bì của cánh hoa hồng.

Cánh hoa hồng có những đặc tính nhất định mà nếu được sao chép lại cho pin năng lượng mặt trời, chúng sẽ sản xuất ra được nhiều điện năng hơn.

Các nhà nghiên cứu đến từ viện Công nghệ ánh sáng, viện Công nghệ vi kết cấu, bộ sạc ắc quy điện tử viện Vật lý ứng dụng và Viện Động vật của viện Công nghệ Karlsruhe và Trung tâm nghiên cứu năng lượng mặt trời và hydro Baden-Württemberg đã tiến hành kiểm tra, nghiên cứu nhiều loài thực vật khác nhau.

Họ đã phát hiện ra lớp biểu bì của cánh hoa hồng có chứa rất nhiều vi cấu trúc và cấu trúc nano được sắp xếp một cách thiếu trật tự và hệ thống. Những đặc tính tương tự như pin mặt trời của cánh hoa hồng hoàn toàn có thể áp dụng cho pin năng lượng mặt trời để tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng.

Pin mặt trời tạo ra điện năng từ ánh sáng sau khi các electron di chuyển qua mạch điện được phóng ra.

Các nhà khoa học đã đưa các tế bào biểu bì của cánh hoa hồng vào một cái khuôn polyme. Sau đó, khuôn này sẽ được ép thành keo quang học, thiết bị đèn mặt trời chính hãng phơi khô bằng tia cực tím rồi cho vào pin mặt trời.

Kỹ thuật mới này giúp hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin mặt trời tăng thêm 12%. Nguyên nhân của việc tăng hiệu suất đáng kể này chưa được tìm ra. Các nhà nghiên cứu chỉ suy  đoán rằng đặc tính chống phản xạ đẳng hướng của lớp biểu bì của cánh hoa hồng làm giảm phản chiếu bề mặt.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hi vọng có thể hiểu rõ hơn vì sao cấu trúc quang tử thiếu trật tự và hệ thống lại làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng.

Nguồn: TKNL (The Green Optimistics)

Chiêm ngưỡng ý tưởng siêu máy bay di chuyển từ Hà Nội vào tp.HCM chỉ mất chưa đến 20 phút

Nangluong.news - Thông thường, hành khách sẽ phải mất ít nhất hơn 2 tiếng đồng hồ để di chuyển từ Hà Nội vào thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, nếu như ý tưởng siêu máy bay với vận tốc 3700 km/h dưới đây trở thành hiện thực, thời gian di chuyển sẽ được rút ngắn đáng kể, chỉ bằng 1/6 so với hiện nay.

Đây là ý tưởng của nhà thiết kế Tây Ban Nha Oscar Viñals, có tên gọi Flash Falcon, gồm 2 tầng, trông gần giống một con tàu vũ trụ và chạy bằng năng lượng nhiệt hạch, pin năng lượng mặt trời chất lượng cao, bộ máy phát điện mặt trời, bộ sạc ắc quy điện tử, thân thiện với môi trường. Theo Viñals, chiếc máy bay với vận tốc gấp ba lần vận tốc âm thanh này sẽ đủ sức chứa khoảng 250 hành khách.

Vận tốc ước tính của Flash Falcon đạt khoảng 3700 km/h, gấp 3 lần vận tốc âm thanh.

Thiết kế của Viñals trông giống như một con tàu vũ trụ và thân thiện với môi trường.

Nhờ vào tốc độ tuyệt vời nói trên, chiếc máy bay này chỉ mất khoảng 18 phút để bay từ Hà Nội vào thành phố Hồ Chí Minh

Động cơ điện đốt sẽ nghiêng khoảng 10-20 độ, khiến cho chiếc máy bay này có thể cất cánh và hạ cánh theo chiều thẳng đứng giống như máy bay trực thăng.

Khoang thương gia sẽ được đặt ở tầng trên của máy bay, trong khi đó, các “siêu hành khách” ở khoang dưới cũng sẽ có nhiều không gian riêng tư hơn so với các máy bay khác hiện nay.

Nhờ vào động cơ đẩy mạnh mẽ được lắp đặt bên trong, chiếc siêu máy bay này có thể đạt vận tốc lên tới 3700 km/h, giúp rút ngắn thời gian của các chuyến bay.

Flash Falcon chạy bằng năng lượng phi cacbon, với động cơ siêu âm dựa trên lò phản ứng nhiệt hạch di động và 6 động cơ điện đốt. Các động cơ điện đốt này có thể nghiêng 10-20 độ, cho phép máy bay cất cánh và hạ cánh theo phương thẳng đứng như máy bay trực thăng.

Động cơ siêu âm được sử dụng là loại động cơ máy bay phản lực hàng đầu, được làm từ vật liệu bền và nhẹ, nằm ở mặt sau của máy bay, bên trong một khoang không thể phá hủy được để bảo vệ hành khách.

Flash Falcon có thiết kế mũi nhọn nhằm loại bỏ tiếng ồn khi vận tốc máy bay vượt qua vận tốc của âm thanh và cải thiện khí động học.

Flash Falcon chạy bằng năng lượng phi cacbon, với động cơ siêu âm hoạt động dựa trên một lò phản ứng nhiệt hạch di động.

Với không gian rộng rãi, chiếc máy bay thừa sức chứa được 250 hành khách.

Cánh của Flash Falcon có khả năng thay đổi góc độ để cải thiện khí động học, đồng thời, buồng lái sẽ được trang bị cửa sổ thông minh ba chiều hiển thị dữ liệu chuyến bay cho phi công.

Thiết kế mũi nhọn của Flash Falcon có tác dụng loại bỏ tiếng ồn phát sinh khi vận tốc máy bay vượt qua vận tốc của âm thanh và cải thiện khí động học.

Viñals tin rằng không lâu nữa, các chuyến bay siêu âm sẽ trở lại với những công nghệ quan trọng và tiến bộ nhất của thế kỷ 21. “Loại máy bay này sẽ được trang bị công nghệ hoạt động dựa trên năng lượng nhiệt hạch – nguồn năng lượng xanh trong tương lai. Mặc dù hiện nay vẫn chưa được phát triển đúng tầm, nhưng trong 15 năm nữa, loại năng lượng này có thể sẽ trở thành phương án khả thi với khả năng tạo ra một lượng lớn năng lượng điện mà không sử dụng các nhiên liệu gây ô nhiễm”.

Hai cánh của Flash Falcon có thể thay đổi góc độ giống như cánh chim, giúp cải thiện khí động học.

Sải cánh của Flash Falcon dài tới gần 46m, dài gần gấp đôi sải cánh của Concorde – dòng máy bay đạt vận tốc tối đa chỉ bằng 2/3 vận tốc của Flash Falcon.

Các nhà thiết kế và nhà sản xuất máy bay đã thấy trước được kỉ nguyên mới của máy bay siêu âm và công bố một số thiết kế máy bay và động cơ trong vài tháng gần đây. Đã 13 năm kể từ khi Concorde, máy bay siêu âm chở khách đầu tiên và cuối cùng của thế giới ngừng hoạt động do chi phí tăng và số lượng hành khách giảm.

Flash Falcon của Viñals có sải cánh dài khoảng 46m, gần gấp đôi so với Concorde – loại máy bay có vận tốc chỉ đạt khoảng 2500 km/h.

Với chiều dài thân lên đến 102m, Flash Falcon sẽ dài hơn Concorde gần 40m và có thân dài gấp đôi chiều rộng.

Nguồn: Genk (Dailymail.co.uk)

Hàn Quốc phát triển thành công tế bào năng lượng mặt trời mỏng hơn 100 lần so với tóc người

Các nhà khoa học Hàn Quốc đã bước đầu thành công trong việc tạo ra các tế bào quang điện mỏng hơn tóc người 100 lần.

Công nghệ năng lượng mặt trời đã đạt được những thành tựu to lớn tính đến thời điểm này. Các nhà nghiên cứu đã vượt qua những rào chi phí khi lắp đặt các hệ thống thu năng lượng mặt trời trước đây. Giờ đây năng lượng mặt trời rẻ và dư thừa đến mức nhiều nơi trên thế giới chúng được cung cấp một cách miễn phí.

Nhưng để thực sự khai thác hết tiềm năng của nguồn năng lượng này, chúng ta cần phải tìm ra cách thu nhỏ những tấm pin mặt trời có kích thước lớn đang được sử dụng hiện nay. Chúng ta phải làm cách nào đó cho các tế bào năng lượng mặt trời trở nên nhỏ hơn, nhẹ hơn và thậm chí là có thể trang bị được cho những thiết bị đeo có kích thước nhỏ.

Đó là mục tiêu mà các nhà nghiên cứu Hàn Quốc hướng đến khi nghiên cứu các tế bào quang điện siêu mỏng và linh hoạt. Thậm chí chúng có thể được uốn cong và quấn quanh một chiếc bút chì – hoặc một cái gì đó thậm chí còn nhỏ hơn.

Jongho Lee, kỹ sư từ viện nghiên cứu Gwangju cho biết: "Các tế bào quang điện của chúng tôi chỉ dày khoảng 1 micromet".

Nói cách khác, các tế bào quang điện này mỏng hơn rất nhiều so với một sợi tóc của con người. Để dễ hình dung, bạn nên biết rằng một sợi tóc người rộng khoảng từ 10 đến 200 micromet và tế bào quang điện mà các nhà khoa học Hàn Quốc đang nghiên cứu mỏng gấp hàng trăm lần như thế.

Với độ mỏng như vậy, một ngày không xa các tế bào năng lượng mặt trời này sẽ được tích hợp vào các thiết bị điện tử cá nhân như vòng đeo tay thể dục, kính thông minh…

Công nghệ này cũng mở ra khả năng cung cấp các tấm pin năng lượng mặt trời kích thước lớn, có thể uốn cong để ứng dụng vào một số lĩnh vực như sản xuất quấn áo thông minh.

Nhóm nghiên cứu phát triển các tế bào quang điện này dựa trên vật liệu bán dẫn, gallium arsenide. Họ dập trực tiếp các tế bào này lên một bề mặt linh hoạt (dẻo), sau đó hàn lạnh chúng với các điện cực trên bề mặt vật liệu. Một lớp kim loại được bố trí bên dưới pin quang điện để phản xạ lại bất kỳ photon nào đi lạc vào tế bào quang điện.

Trong thử nghiệm của các nhà nghiên cứu (được báo cáo trên Applied Physics Letters) người ta thấy rằng các tế bào siêu mỏng này có thể bọc xung quanh bán kính nhỏ chỉ 1,4 mm. Lee cho biết:"Các tế bào mỏng hơn sẽ dễ dàng uốn cong hơn. Chúng hoạt động thậm chí tốt hơn so với các tế bào năng lượng của công nghệ cũ".

Các nhà nghiên cứu tại MIT đầu năm nay cũng công bố một nghiên cứu tương tự với các nhà khoa học Hàn Quốc. Họ đã tạo ra được các tế bào quang điện mỏng đến mức có thể đặt lên một bong bóng xà phòng mà không làm nó vỡ. Vấn đề duy nhất với tế bào năng lượng mặt trời này là nó quá sáng nên chưa thể ứng dụng trên thực tế.

Nhưng các nhà khoa học không chỉ quan tâm đến việc làm cho các tấm pin mặt trời nhỏ hơn và nhẹ hơn mà còn nỗ lực làm cho chúng hoạt động hiệu quả hơn.

Năm ngoái, các nhà khoa học từ Đại học Stanford phát triển các tế bào năng lượng mặt trời có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời nhiều hơn đáng kể so với loại truyền thống bằng cách sử dụng một công nghệ gọi là nanowires.

Tháng trước, các nhà nghiên cứu từ Đại học New South Wales (UNSW) tại Úc đã thiết lập một kỷ lục thế giới mới về hiệu quả năng lượng mặt trời với việc tạo ra được tế bào quang điện có thể hấp thụ hơn một phần ba (34,5 phần trăm) nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Nhà nghiên cứu Mark Keevers cho biết: "Kết quả đáng khích lệ này cho thấy chúng ta vẫn có khả năng làm cho các tế bào năng lượng mặt trời hoạt động hiệu quả hơn. Trích xuất được nhiều năng lượng hơn từ một chùm ánh sáng mặt trời là cơ sở quan trọng để giảm chi phí sản xuất loại điện năng này vì nó giúp giảm chi phí đầu tư và thu hồi vốn nhanh hơn".

Các nhà khoa học tính toán rằng năng lượng mặt trời từ các tấm pin trên máy nhà có thể đáp ứng được 50% nhu cầu năng lượng của toàn nước Mỹ. Nếu điều này xảy ra, con người sẽ bớt phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch – một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ô nhiễm môi trường và hiện tượng hiệu ứng nhà kính.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Các nhà khoa học vừa làm được điều không tưởng: biến nhựa thành xăng

Chai nhựa, túi nylon hay rác thải nói chung đã và đang là một vấn đề nóng nhất trên toàn thế giới, cả về nghĩa đen và nghĩa bóng.

Cùng ghé qua công nghệ độc đáo của các nhà khoa học tài năng trong công cuộc cứu vãn môi trường xanh trên toàn cầu.

Mới đây, các chuyên gia hóa học đến từ Trung Quốc đã phát triển thành công một phương pháp vô cùng hiệu quả, có tác dụng chuyển hóa polyethylene thành nhiên liệu dạng lỏng. Bộ máy phát điện mặt trời, bộ sạc ắc quy điện tử, pin năng lượng mặt trời chất lượng cao, thắp sáng nên niềm hy vọng cứu sống Trái Đất thân yêu khỏi một tương lai đen tối tràn ngập trong ô nhiễm và rác thải.

Nếu kết quả khả thi và ổn định, rất có thể đây chính là một bước tiến mang tính chất cách mạng trong công cuộc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường vì rác thải hiện nay.

Vài con số ban đầu về tình trạng rác thải hiện nay

Polyethylene là chất liệu nhựa phổ biến nhất trên thế giới. Trung bình các nhà máy sử dụng 100 triệu tấn poly mỗi năm để phục vụ sản xuất. Được cấu tạo từ các nguyên tử carbon và hydro kết hợp với nhau thành những chuỗi liên kết dài, polyethylene là một chất trơ nổi bật so với các “anh em” khác - đồng nghĩa với việc hầu như không phản ứng với các tác động bên ngoài, cũng như có khả năng phân hủy ngoài môi trường.

Hàng thập kỷ đã trôi qua, đánh dấu cả một quá trình dài con người đã và đang cố gắng tìm ra một phương pháp đối phó với tình trạng khó khăn trên (thay vì chỉ đơn giản tống hết xuống biển như đã từng thực hiện trước đó). Cũng đã từng có những cách khác được đề xuất như đốt lửa, nhưng thật sự điều này là một quy trình gây ô nhiễm không kém, lãng phí năng lượng, và cho ra “sản phẩm” sau khi đốt là một thứ nhầy dẻo khác có độ “trơ mặt” sánh ngang với chính polyethylene. Một phương pháp khác liên quan đến ứng dụng vi khuẩn ăn mòn nhựa cũng ít nhiều thổi lên ngọn lửa le lói về khả năng kiểm soát và phân hủy poly một cách tự nhiên, dù vậy cho tới nay, đó vẫn đang trong quá trình thử nghiệm và phát triển.

Zheng Huang, chuyên gia hóa học hữu cơ tại Học viện Khoa học Tự nhiên Trung Quốc, đã dành ra 4 năm cuộc đời tìm kiếm những giải pháp khả thi khác. Theo như thông tin trên trang báo điện tử Science Advance, Huang cùng cộng sự đã miêu tả, diễn giải phương pháp của họ có cơ chế tác động phân hủy polyethylene tại nhiệt độ trung bình là 150 độ C, tác dụng cùng một chất xúc tác kim loại có nguồn gốc từ iridium.

Cụ thể, phản ứng trên giúp làm suy yếu đi liên kết hóa học cốt lõi của polyethylene, chuyển hóa chúng thành một dạng dung dịch lỏng. “Sản phẩm của chúng tôi thân thiện với môi trường hơn so với các phương pháp sử dụng nhiệt truyền thống khác,” chia sẻ của Huang với Gizmodo. Anh cũng cho biết thêm, cách thức này cũng dễ dàng trong việc kiểm soát, thậm chí còn có thể được sử dụng như nhiên liệu diesel. Hàng loạt các mẫu sản phẩm nhựa trên thế giới như túi, chai, lọ, gói đã được thử nghiệm thành công.

Từ đất liền đến đại dương.

Tất nhiên, vẫn còn cả một chặng đường dài phía trước cho tới khi chúng ta hoàn toàn làm chủ được tình trạng và diễn biến ô nhiễm trên hành tinh này. “Thách thức đầu tiên đặt ra là hiệu suất của chất xúc tác,” Huang phát biểu. Hiện tại, quy trình phân hủy sáng tạo bởi anh vẫn đang hoạt động ổn định với tỷ lệ nhựa-chất xúc tác tương ứng 30/1. “Như vậy thật sự vẫn chưa đủ tốt nếu như muốn vươn tầm phổ biến rộng khắp trên toàn thế giới,” anh nhận định thêm. “Chúng tôi muốn phát triển và tối ưu hóa hơn nữa khả năng của nó, 10.000/1 hay 1.000.000/1, càng lớn càng tốt.”

Đội ngũ nghiên cứu của Huang cũng đang làm việc hết công suất để thay thế iridium - một nguyên tố quý hiếm thuộc họ bạch kim - bằng những kim loại khác rẻ và dễ kiếm hơn, mặc dù có thể đánh đổi một số đặc tính vốn có cũng như tốn thêm nhiều thời gian triển khai hơn.

“Tiềm năng của phương pháp này là vô cùng to lớn, đặc biệt là trong tương lai gần, khi chúng tôi có thể cải thiện hiệu quả đồng thời giảm thiểu chi phí của iridium. Hy vọng là quy trình của chúng tôi sẽ sớm trở nên ổn định và ứng dụng rộng rãi hơn.” Huang nhiệt tình cho biết thêm.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Lá sinh học sản xuất nhiên liệu từ ánh sáng, nước và không khí

Nangluong.edu.vn - Một thiết bị mới kết hợp hóa học và sinh vật học nhân tạo có thể là chìa khóa cho nhiên liệu tái tạo và thậm chí cả hóa học để đối phó với biến đổi khí hậu.

Một chiếc lá, một ngọn cỏ hay một tế bào tảo duy nhất đều có thể sản sinh ra nhiên liệu từ sự kết hợp của nước, ánh sáng và CO2 nhờ sự kỳ diệu của quang hợp. Ngày nay, các nhà khoa học cho biết họ có thể nhân rộng và cải thiện bằng chiếc lá “sinh học”.

Thiết bị sử dụng điện năng lượng mặt trời từ một tấm quang điện tế để tách nước thành oxy và hydro, sau đó thêm vi khuẩn để nuôi bằng hydro và chuyển hóa CO2 trong không khí thành nhiên liệu cồn. Nguồn: Des_Callaghan via Wikimedia Commons

Nhóm của nhà hóa học Daniel Nocera (Đại học Harvard) hợp sức cùng nhóm nhà sinh học tổng hợp Pamela Silver (Trường Y Harvard) tạo ra một loại pin “sống” mà họ gọi là lá sinh học. Bộ máy phát điện mặt trời, đèn led 220v, đèn sân vườn năng lượng mặt trời. Thiết bị sử dụng điện năng lượng mặt trời từ một tấm quang điện tế để tách nước thành oxy và hydro, sau đó thêm vi khuẩn để nuôi bằng hydro và chuyển hóa CO2 trong không khí thành nhiên liệu cồn. Thiết bị quang hợp nhân tạo đầu tiên của nhóm ra đời năm 2015, làm ra 216 miligram nhiên liệu cồn trên mỗi lít nước nhưng chất xúc tác để phản ứng tách nước xảy ra lại gây tác động xấu đến vi khuẩn.

Do đó, nhóm tìm kiếm chất xúc tác tốt hơn, có thể phù hợp với sinh vật sống trong khi vẫn tách nước hiệu quả. Theo báo cáo của nhóm trên tạp chí Science ngày 2/6, họ tìm thấy nó trong hợp kim côban và phốt pho, hỗn hợp đã được dùng như một lớp chống ăn mòn cho linh kiện nhựa, kim loại có chi phí đắt hơn một chút. Nó giúp tách nước thành hydro và oxy mà không tạo ra loại phân tử ôxy có thể làm hại DNA hay tương tự để duy trì sự sống.

Nhờ đó, phiên bản 2.0 có hiệu quả cao hơn phiên bản đầu tiên khi sản sinh nhiên liệu cồn như isopropanol và isobutanol. Nói cách khác, với mỗi kilowatt điện sử dụng, vi khuẩn có thể lọc 130 gram CO2 trong số 230.000 lít không khí để tạo ra 60 gram nhiên liệu isopropanol.

Ý tưởng cơ bản của các nhà nghiên cứu là đảo ngược quá trình đốt cháy và sử dụng phần sót lại của đốt nhiên liệu hóa thạch – CO2 trong khí quyển – để tạo ra các nhiên liệu tái tạo giống như cây cối đang làm. Tuy nhiên, lá sinh học chưa thể cạnh tranh bằng giá một sớm một chiều với nhiên liệu hóa thạch khai thác từ đất, chủ yếu vì vi khuẩn vẫn chưa sản sinh nhiên liệu nhanh chóng.

Bằng cách tận dụng lượng CO2 dư thừa trong không khí, phản ứng sinh học mới có thể giảm thiểu vấn đề ô nhiễm của trái đất trong khi mang lại nguồn nhiên liệu sạch cho những ai chưa có cơ hội tiếp cận năng lượng hiện đại. Theo ông Nocera, không cần phải có cơ sở hạ tầng hàng tỷ đô-la mới làm được việc này.

“Bằng cách kết hợp công nghệ sinh học và chất hữu cơ, một lối đi quyền lực đã được mở ra để bạn có được những gì tốt nhất của cả hai thế giới. Tôi sử dụng không khí cùng ánh sáng, nước và làm ra được thứ gì đó từ nó và làm tốt hơn tự nhiên 10 lần. Điều đó làm tôi cảm thấy rất tốt”.

Nguồn: Genk (Theo ictnews)

Thiết bị thu ánh sáng mặt trời hiệu quả cao hơn nhờ công nghệ tập trung hóa năng lượng

Nangluong.edu.vn - Các giảng viên của viện Masdar cùng với đội nghiên cứu khoa của mình mới đây đã nghiên cứu ra một cách thức mới lạ giúp nâng cao đáng kể lượng ánh sáng mặt trời mà thiết bị thu ánh sáng có thể hấp thụ trong quá trình chuyển hóa thành nhiệt năng.

Thông qua việc có thể chuyển hóa được nhiều năng lượng hơn mà vẫn đảm bảo mức chi phí thấp, mẫu thiết bị mới này sẽ giúp cho những công nghệ mới phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời sẽ trở nên hiệu quả hơn và có giả cả phải chăng hơn đối với người dùng. Điều khiển sạc năng lượng mặt trời, bộ máy phát điện mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời.

Ông Tiejun, PGS-TS về Cơ khí và Vật liệu Kỹ thuật cho biết: "Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã phát triển một kỹ thuật chế tạo mới nhằm tạo ra một loại thiết bị thu ánh sáng không chỉ có hiệu quả cao hơn dựa trên khả năng khai thác được nhiều hơn lượng quang phổ mặt trời mà còn đơn giản, thân thiện hơn với môi trường và có chi phí thấp".

Ông Nicolas X. Fang, giáo sư Kỹ thuật Cơ Khí tại viện Công Nghệ Massachuset (MIT) đồng thời là điều tra viên và giám sát của dự án nghiên cứu lần này cho biết: "Chúng tối rất vui khi sự hợp tác giữa viện Masdar và MIT đã mang đến một kết quả rất tích cực, một cái nhìn mới hơn về hiện tượng cộng hưởng plasmon. Cụ thể, đó chính là xác định số lượng tương tác giữa trường điện từ và các electron tự do trong kim loại. Ứng dụng hiện tượng cộng hưởng Plason để giữ lại ánh sáng mặt trời sẽ giúp cho thiết bị hoạt động hiệu quả hơn. Chúng tôi hiện đang hướng tới nghiên cứu và thử nghiệm hiệu suất chuyển đổi năng lượng của vật liệu phủ trong thời gian sắp tới".

Phát hiện lần này sẽ đóng góp cho những nghiên cứu sau này của viện Masdar và MIT với mục tiêu xa hơn đó chính là phát triển các nhà máy điện năng lượng mặt trời kết hợp cùng với hệ thống làm mát.

Kỹ thuật chế tạo mới của nhóm nghiên cứu bao gồm thiết kế thiết bị thu ánh sáng với rất nhiều các lỗ nhỏ chỉ với bán kính hơn 400 nanomet (nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc 200 lần) cách đều nhau trên bề mặt của thiết bị. Nhờ có các lỗ nhỏ được đục xuyên qua cả hai phía bề mặt của thiết bị mà lượng ánh sáng mặt trời được hấp thụ cũng nhiều hơn. Theo như tính toán, gần 90% tất cả các bước sóng của ánh sáng tới bề mặt trái đất được hấp thụ qua các lỗ nano siêu nhỏ. Không giống như các thiết bị hấp thụ ánh sáng mặt trời khác, mẫu thiết bị mới này không yêu cầu nhiều nguyên vật liệu và chỉ bao gồm hai lớp với tổng độ dày chỉ khoảng 170 nanomet: một lớp màng bán dẫn và một lớp kim loại phản chiếu.

Tiến sĩ Jin You Lu cho biết: "Ý tưởng này có thể áp dụng cho hầu hết các thiết bị hoạt động dựa trên hình thức hấp thụ năng lượng mặt trời thông thường. Với khuôn mẫu độc đáo này, năng suất hấp thụ của các thiết bị này có thể được tăng lên nhiều hơn khi chúng có thể tận dụng được cả các tia cực tím cũng như vùng nhìn thấy của phổ điện từ".

Để có thể tối đa hóa hiệu quả của các loại thiết bị hấp thụ ánh sáng mặt trời, điều cần thiêt phải khắc phục đó chính là giảm thiểu bức xạ nhiệt của các vật liệu làm nên thiết bị đó. Tuy nhiên, sẽ rất khó khăn để có thể tạo ra một loại thiết bị có khả năng hấp thụ một lượng lớn ánh sáng mặt trời mà vẫn có thể đảm bảo duy trì được mức độ bức xạ nhiệt thấp. Thông thường, khi các loại thiết này hấp thụ càng nhiều ánh sáng, nhiệt độ của thiết bị sẽ ngày càng tăng cao và làm cho cho chúng mất đi một phần năng lượng dưới dạng bức xạ nhiệt.

Điểm mấu chốt giúp loại thiết bị này hiệu quả hơn bao giờ hết chính là bên cạnh việc có thể tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng, nó còn có thể hạn chế thấp nhất lượng năng lượng thất thoát quay trở lại trong không khí thông qua bức xạ nhiệt. Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã tận dụng các lớp phủ phim siêu mỏng trong quá trình sản xuất.

Nguồn: TKNL (Theo Science Daily) 

Lá quang sinh học 2.0: bước đột phá với hiệu quả cao gấp 10 lần

Trong những năm vừa qua, các nhà khoa học đã cố gắng nghiên cứu và phát minh ra một loại lá nhân tạo có cơ chế hoạt động và khả năng tạo ra năng lượng từ nước và ánh sáng mặt trời tương tự như những chiếc lá thông thường khác.

Loại lá nhân tạo này còn được biết đến với tên gọi lá quang sinh học. Mẫu lá quang sinh học hoàn chỉnh được cho ra mắt lần đầu tiên vào năm 2011. Bộ máy phát điện mặt trời, điều khiển sạc năng lượng mặt trời, đèn led 220v. Năm 2013, mẫu lá này đã được các nhà khoa học cải tiến và nâng cấp với khả năng có thể tự phục hồi những chỗ bị hư hay tổn thương và hấp thụ được những nguồn nước không tinh khiết. Mới đây, các nhà nghiên cứu đến từ đại học Havard đã cho ra mắt lá quang sinh học “phiên bản 2.0” với mức độ hiệu quả trong việc sản xuất ra năng lượng cao hơn tới 10 lần. Đặc biệt hơn cả, mẫu lá quang sinh học này còn thế tự sản xuất ra nhiên liệu đốt dạng lỏng.

Tương tự như những phiên bản trước đó, lá quang sinh học 2.0 vẫn được thiết kế đặt trong nước. Khi lá quang sinh học hấp thụ ánh sáng mặt trời, chúng sẽ phân chia các phân tử nước thành các nguyên tử khí tạo thành như hidro và oxi. Những nguyên sản sinh ra sau quá trình này sẽ được sử dụng cho pin nhiên liệu để từ đó tạo ra điện. Không chỉ vậy, khi sử dụng thêm một loại vi khuẩn chuyên biệt, nguyên tử hidro được tạo ra từ quá trình phân tách ở trên còn thể sản xuất ra nhiên liệu đốt.

Mấu chốt giúp phiên bản 2.0 này trở nên vượt trội hơn so với những mẫu trước đó chính là dựa trên sự tận dụng các chất xúc tác để tạo ra hidro. Trong những mẫu lá quang sinh học trước kia, các chất xúc tác được sử dụng là niken – molydem – kẽm, nhưng bên cạnh việc giúp tạo ra nguyên tử hidro, những chất này còn tạo ra các gốc oxi hóa tự do – nguyên nhân làm cho DNA của vi khuẩnb bị phá hủy. Để khắc phục vấn đề, các nhà nghiên cứu buộc phải sử dụng một nguồn điện thế cao hơn. Chính phản ứng này đã làm giảm đi độ hiệu quả của những mẫu lá quang sinh học trước đây.

Ông Daniel Nocera, trưởng dự án nghiên cứu cho biết: “Đối với phiên bản lần này, chúng tôi quyết định sử dụng hỗn hợp hợp kim cô-ban và phốt-pho làm chất xúc tác. Hỗn hợp này sẽ giúp ngăn chặn các gốc oxi hóa tự do sản sinh ra trong quá trình tách các nguyên tử hidro. Đồng thời, sử dụng hỗn hợp hợp kim này sẽ giúp chúng tôi hạ thấp điện áp xuống để từ đó tăng lên đáng kể hiệu quả về mặt năng lượng”. Với chất xúc tác mới này, mức độ hiệu quả trong quá trình chuyển đổi từ ánh sáng mặt trời thành khí sinh học được tăng lên 10 lần.

Các nhà nghiên cứu cho rằng mẫu lá quang sinh học 2.0 nên được thương mại hóa ngay từ bây giờ. Ông Nocera cho biết, ông mong muốn công nghệ này sẽ được áp dụng và nhân rộng tại các nước đang phát triển. Với giá cả phải chăng, đây được coi là một ý tưởng tuyệt vời cho vấn đề nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Phát triển pin năng lượng mặt trời có hiệu suất cao hơn

Nangluong.edu.vn - Lượng điện năng mà hệ thống pin năng lượng mặt trời sản xuất ra chưa đủ để Đức thực hiện được mục tiêu chuyển đổi sang năng lượng tái tạo.

Ngành quang điện mặt trời phải phát triển vượt bậc trong vòng 15 năm tới. Điều này hoàn toàn có thể trở thành sự thật nhờ công nghệ Laser-Fired Contact (LFC). Tiến sĩ Ralf Preu và Jan Nekarda đã nhận được giải thưởng Joseph von Fraunhofer năm 2016 vì phát triển được pin năng lượng mặt trời có hiệu suất cao hơn.

Mặt sau của phần lớn pin năng lượng mặt trời thường được phủ một bề mặt tiếp xúc kim loại cho phép dòng điện chạy qua. Trong thông cáo báo chí của mình, tiến sĩ Fraunhofer giải thích rằng họ tăng hiệu suất pin năng lượng mặt trời bằng cách chèn một lớp mỏng không dẫn điện vào giữa lớp tiếu xúc và tấm bán dẫn silic.

Ánh sáng mặt trời không bị hấp thụ khi đi qua tấm bán dẫn silic sẽ bị lớp này mỏng không dẫn điện phản chiếu trở lại tấm bán dẫn. Mặt trước của pin năng lượng mặt trời cũng phản chiếu ánh sáng mặt trời trở lại tấm bán dẫn. Như vậy, ánh sáng mặt trời sẽ bị giữ lại trong tấm bán dẫn silic và do đó, hiệu suất của pin năng lượng mặt trời sẽ tăng lên. Dẫn điện từ tấm bán dẫn silic đòi hỏi lớp mỏng không dẫn điện phải có nhiều lỗ nhỏ để tạo ra tiếp xúc giữa tấm bán dẫn với điện cực kim loại. Công nghệ LFC tạo ra khoảng 100.000 tiếp xúc trên mỗi tấm bán dẫn chỉ với một xung laser.

"Thách thức ở đây là phải làm sao để tạo ra được đủ các tiếp xúc và tối thiểu hóa thiệt hại gây ra cho tấm bán dẫn silic, đặc biệt là khi ánh sáng laser chỉ có tác động từ 50 - 2.000 nano giây".

"Hiệu suất của pin năng lượng mặt trời PERC được làm theo phương pháp này tăng lên 1%. Như vậy, chúng tôi đã làm tăng tổng hiệu suất năng lượng lên 7%, dẫn đến việc giảm chi phí nguyên liệu và giảm 7% diện tích đất cần để sản xuất ra được cùng một lượng điện năng", tiến sĩ Ralf Preu vui mừng thông báo.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Sản xuất nhiên liệu pin mặt trời từ nước biển

Các nhà khoa học tại Đại học Osaka đã sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất hydro peroxit (H2O2) từ nước biển (H2O). H2O2 thu được sau đó có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu để sản xuất ra điện năng.

Đây là phương pháp sản xuất H2O2 bằng chất quang xúc tác đầu tiên đạt được hiệu suất đủ cao để H2O2 có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu.

Ảnh: Mr. William Folsom, NOAA, NMFS

“H2O2, nhiên liệu cho pin mặt trời, điều khiển sạc năng lượng mặt trời, bộ sạc ắc quy điện tử, bộ máy phát điện mặt trời đã được sản xuất từ nước biển, nguồn tài nguyên có dồi dào nhất trên Trái”, Fukuzumi, nhà khoa học dẫn dắt nghiên cứu, cho biết.

Ưu điểm lớn nhất của việc sử dụng H2O2 lỏng thay cho hydro ở dạng khí (H2), như hầu hết pin nhiên liệu đang sử dụng hiện nay, đó là H2O2 lỏng có thể được tích trữ và vận chuyển ở mật độ cao dễ dàng và an toàn hơn nhiều trong khi khí H2 thông thường phải được nén hoặc ở mật độ cao, hoặc trong một số trường hợp, được làm lạnh đến trạng thái lỏng ở nhiệt độ lạnh sâu.

Vấn đề là cho đến nay vẫn chưa có phương pháp sản xuất H2O2 lỏng bằng chất quang xúc tác hiệu quả. Có nhiều cách để sản xuất H2O2 mà không cần sử dụng ánh sáng mặt trời, nhưng các phương pháp này đòi hỏi rất nhiều năng lượng do đó chúng không thực tế để sử dụng khi mục đích chính là để sản xuất năng lượng.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại pin quang điện hóa mới, về cơ bản là pin năng lượng mặt trời sản xuất H2O2. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào chất quang xúc tác, chất này hấp thụ các photon và sử dụng năng lượng để kích hoạt các phản ứng hóa học (quá trình oxy hóa nước biển và giảm O2) và tạo ra H2O2.

Sau khi pin tiếp xúc với ánh sáng trong vòng 24 giờ, nồng độ H2O2 trong nước biển đạt khoảng 48 mM (Millimolar), cao hơn rất nhiều so với các giá trị được báo cáo trước đó (khoảng 2 mM trong nước tinh khiết). Tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt lớn này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng clo mang điện tích âm trong nước biển chịu trách nhiệm chủ yếu cho việc tăng cường hoạt tính quang xúc tác và tạo ra nồng độ cao hơn.

Nhìn chung, hệ thống này có tổng hiệu suất sản xuất điện từ năng lượng mặt trời là 0,28%. (Hiệu suất sản xuất H2O2 từ nước biển bằng chất quang xúc tác là 0,55% và hiệu suất của pin nhiên liệu là 50%).

Mặc dù tổng hiệu suất này khá cao so với hiệu suất của một số nguồn sản xuất điện từ năng lượng mặt trời khác, chẳng hạn như cỏ switchgrass (0,2%), nhưng vẫn còn thấp hơn nhiều so với hiệu suất của pin mặt trời thông thường. Các nhà nghiên cứu hy vọng hiệu suất này có thể được cải thiện trong tương lai bằng cách sử dụng vật liệu tốt hơn trong pin quang điện hóa và các nhà nghiên cứu cũng có kế hoạch tìm ra các phương pháp để giảm chi phí sản xuất.

“Trong tương lai, chúng tôi có kế hoạch tiếp tục phát triển phương pháp sản xuất H2O2 từ nước biển ở quy mô lớn và với chi phí thấp”, Fukuzumi nói. “Phương pháp này có thể thay thế cho phương pháp sản xuất H2O2 từ H2 (chủ yếu từ khí tự nhiên) và O2 có chi phí cao”.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Sợ lái xe trên những con đường vắng vẻ buổi đêm? Công nghệ ánh sáng độc đáo này sẽ giải quyết điều đó

Thêm một minh chứng tiêu biểu, điển hình nữa cho khả năng sáng tạo khó tin và điêu luyện của con người.

Một nhóm các nhà nghiên cứu đã phát minh thành công một loại xi-măng mới cho khả năng tự phát sáng, ứng dụng đặc biệt vào buổi tối cho các đường cao tốc, xa lộ hay thậm chí cả những phần đường dành cho người đi xe đạp mà không tiêu tốn năng lượng. "bộ máy phát điện mặt trời , điều khiển sạc năng lượng mặt trời, phân phối máy nước nóng năng lượng mặt trời"

Thời báo Nature World News đã thông tin chi tiết về khám phá mang tính chất cách mạng này được dẫn dắt bởi Jose Carlos Rubio, một nhà khoa học đến từ Đại học Michoacán của San Nicolas Hidalgo (UMSNH) tại Mexico, và một vài nghiên cứu sinh khác. Ông Rubio cho biết, quá trình phát triển loại xi-măng này đã mang lại kết quả vô cùng ấn tượng: cung cấp ánh sáng nhân tạo không cần nguồn phát như điện hay pin mặt trời, có tuổi thọ kéo dài tới 100 năm.

Đại lộ ánh sáng (Ảnh minh họa)

Rubio cũng chia sẻ rằng công trình nghiên cứu và phân tích khoa học cho sáng chế này diễn ra trong vòng 9 năm. Theo Tech Times, trở ngại lớn nhất nhóm phải đối mặt là khi khắc phục bản chất vốn có của xi-măng - một chất liệu không hề có tính trong suốt - khiến cho ánh sáng không thể lọt qua từng lớp từ trong ra ngoài.

Thực chất, công nghệ này xuất phát từ việc nhóm đã tinh chỉnh, biến đổi lại cấu trúc vi mô của loại xi măng này, giúp lọc ra những tinh thể không cần thiết, qua đó tiến tới kết quả là một loại gel có tính chất cho phép ánh sáng xuyên qua được, hấp thụ năng lượng mặt trời vào ban ngày để phát sáng vào ban đêm.

Cũng theo ghi nhận, thời lượng phát sáng của những con đường, đại lộ hay bất kỳ cấu trúc xây dựng nào áp dụng vật liệu này có thể lên đến 12 tiếng. Ngoài ra, họ còn nhấn mạnh rằng sản phẩm này hoàn toàn thân thiện với môi trường vì nó có nguồn gốc từ bụi, đất sét hoặc cát, còn phần dư thừa ra chỉ là hơi nước mà thôi.

Bên cạnh đó, một điều khá thú vị là loại xi-măng này chỉ phát ra 2 loại ánh sáng xanh lá và xanh dương. Mặt khác, cường độ sáng sẽ phụ thuộc vào nơi nó được sử dụng. Rubio giải thích, minh họa rằng ngay cả những ngày râm mát cũng có thể cung cấp năng lượng dữ trự cho việc phát sáng, không nhất thiết phải là ánh sáng mặt trời chiếu trực diện.

Nhờ sáng chế độc nhất vô nhị này mà công trình nghiên cứu của anh đã được biết đến rộng khắp trên toàn thế giới. Rubio chính thức nhận được sự tài trợ từ Quỹ Newton của Học viện Khoa học Kỹ thuật Hoàng gia Anh - giải thưởng danh giá dành cho những cống hiến đột phá trong lĩnh vực công nghệ - góp phần xúc tiến, thúc đẩy hơn nữa những cố gắng và thành tựu đầy hứa hẹn của anh trong tương lai.

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Công nghệ mới cho phép sạc đầy điện thoại chỉ cần một ngọn lửa

Kể từ bây giờ, chỉ cần có lửa và bộ sạc đặc biệt này, bạn sẽ không còn lo lắng chiếc iPhone của mình hết pin nữa.

Có bao giờ bạn thử tưởng tượng rằng mình đang rơi vào một tình thế oái ăm như mắc kẹt ở hoang đảo, hay khi đang cắm trại trong rừng và điện thoại hết pin. Vậy trong tình huống đó chúng ta phải làm gì để có thể liên lạc được với người khác? Ngay bây giờ đây, bạn sẽ không cần phải lo lắng nữa bởi bộ sạc có tên FlameStower USB Fire Charger sẽ giúp chúng ta giải quyết tình huống này một cách nhanh chóng và đơn giản.

Bộ sạc độc đáo FlameStower USB Fire Charger dùng lửa để sạc pin cho iPhone.

Theo đó, bộ sạc này có một cách hoạt động vô cùng độc đáo, khi nó chỉ cần đến... lửa. Cụ thể, FlameStower USB Fire Charger được thiết kế như một máy tạo năng lượng từ nhiệt và chuyển đổi nguồn nhiệt năng sang điện năng giúp người dùng có thể sạc đầy pin iPhone nhanh chóng mà không quá cầu kỳ.

Được biết, để có thể làm được điều này, bộ sạc có một tấm kim loại nhô ra phía ngoài, nó sẽ được nung trực tiếp bằng lửa, sau đó năng lượng nhiệt sẽ được chuyển vào một máy phát điện siêu nhỏ bên trong, từ đó điện năng sẽ được dùng để sạc iPhone. Tuy rằng cách sạc này là khá chậm so với nguồn điện thông thường, thế nhưng ở đây nó được ra đời với mục đích giúp người dùng không bị mất liên lạc vì hết pin trong những tình huống khẩn cấp ở nơi "khỉ ho cò gáy".

Được biết, bộ sạc này đang có giá bán là 99,99 USD (khoảng 2,3 triệu đồng).

Nguồn: Nangluong.edu.vn

Hệ thống Heliofloat biến năng lượng mặt trời "xa bờ" thành hiện thực

Các nhà khoa học vừa tạo ra được một loại bệ nền chứa được nhiều tấm pin mặt trời, chịu được sóng biển và nổi được trên mặt biển.

Pin mặt trời nổi đã được sử dụng trong một khoảng thời gian tương đối dài, nhưng chủ yếu chúng chỉ được sử dụng ở những tầng chứa nước trong đất liền. Nguyên nhân chính của việc này là do nếu như sử dụng pin mặt trời nổi trên biển và đại dương, chúng sẽ rất dễ bị hư hỏng khi biển động, sóng lớn.

Cân nhắc đến số tiền lớn phải bỏ ra để đầu tư vào nhà máy điện mặt trời thì việc đặt chúng ở biển quả là liều lĩnh.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học Wien đã đưa ra một phát minh mà ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đang rất cần. Họ đã thiết kế ra một hệ thống bệ nền nổi, đủ vững chắc để đặt một nhà máy điện mặt trời lớn trên biển. Đây là lần đầu tiên một thiết kế về bệ nền nổi có nhiều tiềm năng trở thành hiện thực đến thế.

Hệ thống bệ nền được đặt tên là Heliofloat này sử dụng loại phao độc đáo với cọc trụ linh hoạt có đáy mở, làm giảm sức mạnh của sóng, chứ không "hút" sóng. Điều này làm cho hệ thống bệ nền này chịu được sóng to mà những loại bệ nền thông thường khác dễ dàng bị hư hỏng.

Cọc trụ của hệ thống bệ nền này có đáy mở, giống như két dằn của tàu ngầm, giữ được không khí ở bên trong, sau đó, không khí sẽ bị áp lực nước nén xuống. Như vậy, đáy cọc trụ mở có tác dụng như một bộ giảm chấn, trong khi đó, các mặt của cọc trụ sẽ cong lại khi sóng vỗ vào, làm chúng hấp thụ ít năng lượng hơn. Tóm lại, cọc trụ này được thiết kế như vậy để hệ thống bệ nền Heliofloat "đứng vững" được trước những đợt sóng lớn.

Các nhà khoa học khẳng định rằng hệ thống bệ nền này đủ vững chắc để đặt một nhà máy điện mặt trời có kích thước bằng một sân bóng đá. Không những thế, họ còn tin tưởng rằng, hệ thống Heliofloat còn có nhiều ứng dụng khác như nhà máy khử muối, chiết xuất sinh khối, bảo vệ hồ nước khỏi bị bốc hơi mà không làm ảnh hưởng đến các loài sinh vật biển hay nhà nổi.

Nguồn: TKNL / Theo The Green Optimistics

Kỷ lục thế giới mới cho pin mặt trời polymer không sử dụng fullerene

Pin mặt trời polymer có thể thậm chí còn rẻ hơn và đáng tin cậy hơn nhờ một bước đột phá của các nhà khoa học tại Đại học Linköping và Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS). Công trình nghiên cứu này nhằm mục đích tránh sử dụng fullerene tốn kém và không ổn định.

Giáo sư Olle Inganäs (bên phải) và Shimelis Admassie giới thiệu pin mặt trời polymer được sản xuất bằng công nghệ in cuộn chi phí thấp. Ảnh: Đại học Stefan Jerrevång / Linkoping

 

Trong những năm gần đây, pin mặt trời polymer nổi lên như là một thay thế chi phí thấp cho pin mặt trời silic. Để có được hiệu suất cao, fullerene thường được sử dụng trong pin mặt trời polymer để tách các hạt mang điện. Tuy nhiên, fullerene không ổn định dưới ánh sáng và hình thành các tinh thể lớn ở nhiệt độ cao.

Mới đây, một nhóm các nhà hóa học do Giáo sư Jianhui Hou tại CAS dẫn dắt đã thiết lập một kỷ lục thế giới mới cho pin mặt trời polymer không sử dụng fullerene bằng cách phát triển một sự kết hợp độc đáo polymer PBDB-T và một phân tử nhỏ ITIC. Với sự kết hợp này, năng lượng mặt trời được chuyển đổi với hiệu suất 11%, cao hơn hầu hết hiệu suất chuyển đổi của các pin mặt trời sử dụng fullerenes và cao hơn hiệu suất của tất cả pin không sử dụng fullerene.

Feng Gao, cùng với các đồng nghiệp của ông là Olle Inganäs và Deping Qian tại Đại học Linköping, đã mô tả quang phổ học suy hao điện áp quang (Voc), một hệ số quan trọng cho pin mặt trời và đề xuất cách tiếp cận để tiếp tục nâng cao hiệu suất pin.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng có thể đạt được hiệu quả cao mà không sử dụng fullerene và các pin mặt trời như vậy cũng rất ổn định nhiệt. Do pin năng lượng mặt trời hoạt động dưới bức xạ mặt trời liên tục, độ ổn định nhiệt tốt là rất quan trọng, Feng Gao, nhà vật lý tại Khoa Vật lý, Hóa học và Sinh học, Đại học Linköping, nói.

Sự kết hợp giữa hiệu suất cao và độ ổn định nhiệt tốt cho thấy pin mặt trời polymer, có thể được chế tạo bằng công nghệ in cuộn chi phí thấp, hiện nay đã tiến một bước gần hơn tới việc thương mại hóa, Feng Gao cho biết.

Nguồn: Nangluong.edu.vn