Vật liệu chuyển đổi năng lượng ánh sáng trong nhà thành điện năng

Các nhà khoa học từ lâu đã nghĩ tới việc tận dụng nguồn ánh sáng trong nhà từ các thiết bị điện, như bóng đèn, điện thoại thông minh, dụng cụ theo dõi sức khỏe... để biến chúng thành điện năng theo cách tương tự các tấm pin năng lượng mặt trời. Nhưng tính chất khác biệt của các nguồn sáng trên khiến cho vật liệu pin năng lượng mặt trời hiện hành không thể khai thác chúng thành điện năng.

Tuy nhiên vấn đề này có vẻ như sẽ sớm được giải quyết. Mới đây, các nhà khoa học tại trường Cao đẳng hoàng gia Luân Đôn và Đại học Cambridge (Anh) đã phát hiện một loại vật liệu mới có thể được sử dụng để khai thác năng lượng ánh sáng đèn trong nhà. Đây cũng là loại vật liệu đang được phát triển cho thế hệ pin năng lượng Mặt Trời kiểu mới.

Tiến sĩ Robert Hoye, một trong những tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Bằng cách hấp thụ có hiệu quả năng lượng ánh sáng của các ngọn đèn trong các tòa nhà, vật liệu mới có thể chuyển hóa ánh sáng đó thành điện năng với hiệu quả tương đương các công nghệ thương mại hiện nay”. Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một số cải tiến, cho phép vật liệu mới này trong tương lai gần sẽ đạt hiệu quả cao hơn hiệu quả của các công nghệ quang điện trong nhà hiện nay.

Nhóm nghiên cứu đã khảo sát các vật liệu “thay thế vật liệu perovskite”, đây là những vật liệu được tạo ra để giải quyết các nhược điểm của vật liệu perovskite và được phát triển cho thế hệ pin năng lượng Mặt Trời tiếp theo. Một trong những nhược điểm đó là, tuy pin năng lượng Mặt Trời làm bằng vật liệu perovskite có giá thành thấp hơn pin năng lượng Mặt Trời làm bằng vật liệu silic truyền thống nhưng vật liệu perovskite thường chứa các hợp chất chì độc hại. Điều đó dẫn đến yêu cầu phát triển các vật liệu thay thế, sử dụng những nguyên tố an toàn hơn như bitmut và antimon.

Mặc dù thân thiện môi trường hơn, nhưng cho đến nay những vật liệu thay thế không có hiệu quả hấp thụ cao đối với ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã phát hiện thấy rằng những vật liệu này có hiệu quả cao hơn nhiều khi hấp thụ ánh sáng đèn trong nhà và có triển vọng được đưa ra áp dụng thương mại. Điều quan trọng là các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng, điện năng do những vật liệu đó cung cấp ở điều kiện ánh sáng trong nhà đủ lớn để vận hành các mạch điện tử.

Phát hiện nói trên mở ra hướng đi hoàn toàn mới trong việc tìm kiếm các vật liệu thân thiện môi trường và rẻ tiền để cung cấp điện năng cho các thiết bị thông minh của con người.

Ngoài bản chất thân thiện môi trường, vật liệu mới còn có tiềm năng được kết hợp vào những chất nền khác thường như chất dẻo và sợi, qua đó cung cấp điện cho các thiết bị thông minh đeo tay không cần pin.

Thanh Hà