Chế tạo pin năng lượng Mặt trời từ cây xanh

02/04/2013

Các tấm pin năng lượng Mặt trời hoạt động giống như lá cây, hấp thu ánh nắng và chuyển hóa nó thành năng lượng.

Phát hiện khả năng dùng vi khuẩn sản xuất pin sinh học

Các tấm pin năng lượng Mặt trời hoạt động giống như lá cây, hấp thu ánh nắng và chuyển hóa nó thành năng lượng. Dựa trên nguyên lý này, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Georgia và Đại học Purdue (Mỹ) đã phát triển một loại pin quang năng mới có hiệu suất cao, sử dụng các vật liệu tự nhiên có nguồn gốc từ thực vật.

Để chế tạo ra loại pin thân thiện với môi trường này, các chuyên gia đã sử dụng chất nền tinh thể nano (CNC) cellulose của cây xanh, một vật liệu giúp cho pin có đặc tính trong suốt, cho phép ánh sáng đi xuyên qua nó trước khi được hấp thụ bởi một lớp chất bán dẫn hữu cơ cực mỏng đặt bên dưới. Nhờ được chế tạo từ CNC, pin quang năng hữu cơ sau khi hết hạn sử dụng có thể nhanh chóng được tái chế bằng cách ngâm chúng trong nước ở nhiệt độ phòng. Chỉ trong vài phút, chất nền CNC sẽ tan ra và phần cứng của các tấm pin có thể được tái sử dụng để làm ra những tấm pin mới. Các chuyên gia cho hay pin Mặt trời hữu cơ có thể đạt hiệu quả chuyển đổi năng lượng tới 2,7% - một con số chưa từng có đối với các tấm pin làm từ những loại vật liệu thô có thể tái chế. Mục tiêu tiếp theo của nhóm nghiên cứu là nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng lên 10%, bằng với các loại pin quang năng hiện hành.

Trưởng nhóm nghiên cứu, Giáo sư Bernard Kippelen của Viện Công nghệ Georgia, nhận xét dự án nghiên cứu này mở đường cho việc phát triển một công nghệ sản xuất loại pin quang năng bền vững, hiệu quả và dễ tái chế hơn so với các loại pin Mặt trời hiện hành được làm từ kính hoặc nhựa, vốn khó tái chế mà lại chứa thành phần dầu mỏ có hại cho môi trường.

Các nhà khoa học từ lâu đã biết một vi khuẩn có nhiều dưới đáy biển tên là Shewanella oneidensis bám vào sắt gỉ và các vật liệu khác rồi phân hủy chúng, quá trình này sinh ra các điện tử. Nhưng gần đây họ mới khám phá cách thức chúng tạo ra điện, một phát hiện hứa hẹn giúp con người dòng điện "sạch" từ vi khuẩn.

Nghiên cứu do các chuyên gia tại Đại học Đông Anglia (UEA-Anh) thực hiện với sự tài trợ của Bộ Năng lượng Mỹ vừa được công bố trên tạp chí Proceedings. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một phiên bản nhân tạo của vi khuẩn Shewanella oneidensis (ảnh) để mô phỏng hoạt động của chúng. Họ phát hiện các prôtêin trên bề mặt vi khuẩn chỉ tạo ra dòng điện qua màng tế bào bằng cách va chạm với một kim loại hoặc khoáng chất. "Những vi khuẩn này chứng tỏ có tiềm năng to lớn trong việc phát triển pin nhiên liệu sinh học, nơi nguồn điện được tạo ra từ quá trình phân hủy các sản phẩm gia dụng hoặc phế phẩm nông nghiệp", Tiến sĩ Tom Clarke cho biết.

Với phát hiện năng lượng sản sinh bởi các prôtêin trên bề mặt vi khuẩn có thể được tận dụng để sản xuất điện năng, nhóm nghiên cứu đang tìm cách phát triển loại pin sinh học mới và hy vọng nó sẽ có mặt trên thị trường vài năm nữa.

LE MY Theo Science Daily

Chế tạo pin năng lượng Mặt trời từ cây xanh

Thông báo nhận hồ sơ các Giải thưởng hiệu quả năng lượng năm 2024

Tiêu chuẩn ISO 50001 cải tiến hiệu suất và tiêu thụ năng lượng cho doanh nghiệp

Bản quyền thuộc Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, Bộ Công Thương