“Biến” những hạt mưa rơi thành năng lượng

Động năng của nước rơi đã được chuyển thành điện từ những năm 1870. Tuy nhiên, các hệ thống thủy điện hiện nay phụ thuộc vào mưa rơi ở độ cao lớn và tập hợp lại thành sông để đạt được khối lượng đủ lớn để thu hoạch hiệu quả.

Mới đây, giáo sư Wang Zuankai đến từ Hong Kong cho biết: "Động năng kéo theo nước rơi là do trọng lực và có thể được coi là miễn phí và có thể tái tạo”.

Đã có nhiều nỗ lực để tạo ra một cái gì đó tương tự trong quá khứ, cùng với những nỗ lực để thu hoạch năng lượng hóa học của các vật liệu hòa tan trong những hạt mưa. Tất cả đều không hiệu quả đến mức chúng chỉ phù hợp như đồ chơi hoặc sự tò mò, không phải là nguồn năng lượng hữu ích.

Tuy nhiên, phiên bản của Wang Lau có thể chưa sẵn sàng để cung cấp năng lượng cho một thành phố, nhưng với mật độ năng lượng gấp 100 lần so với những người tiền nhiệm của nó, nó có thể sử dụng thực tế.

Wang và các đồng tác giả đã công bố thành công của họ và chứng minh tiềm năng máy phát điện của họ bằng cách nhỏ giọt nước lên màng polytetrafluoroetylen trên chất nền oxit thiếc indi. Khi từng giọt nước lan tỏa trên màng, nó kết nối các điện cực nhôm, cho phép các điện tích tích tụ trong màng chảy thành điện.

Khi mỗi giọt rơi vào máy phát, nó cung cấp đủ năng lượng để thắp sáng 100 đèn LED thương mại. Các dạng của năng lượng tái tạo thường tạo ra điện áp nhỏ.

Tuy nhiên, Wang tuyên bố: "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng việc giảm 100 microlitres (1 microlitre = một phần triệu lít) nước được giải phóng từ độ cao 15 cm có thể tạo ra điện áp trên 140V.

Sử dụng nước máy, Wang đạt được mật độ năng lượng cực đại là 50 watt trên một mét vuông, mặc dù nước mưa có phần thấp hơn.

Các tác giả tính toán họ đang chuyển đổi 2,2% của mỗi lần thả năng lượng động lực học thành điện năng, vì vậy có rất nhiều chỗ để cải thiện. Wang dự tính những chiếc ô được bọc bằng những bộ màng phù hợp để nếu bạn gặp mưa thì ít nhất bạn cũng có thể sạc điện thoại.

Những trở ngại vẫn còn đó là hệ thống hoạt động với những giọt có cùng kích thước rơi từ độ cao phù hợp có thể không hoạt động tốt trong các điều kiện khác nhau. Đặc biệt các tác giả thừa nhận sự suy giảm của điện tích bề mặt có thể làm giảm hiệu quả của máy phát điện theo thời gian.

Minh Long

IFL Science