Biến nhiệt năng thành điện năng

09/09/2021

Nghiên cứu đã đưa ra một cách tiếp cận mới để biến nhiệt năng thành điện năng, giúp cung cấp nguồn năng lượng nhỏ gọn và hiệu quả cho những người lính trên các chiến trường trong tương lai.

Các vật thể nóng bức xạ ánh sáng dưới dạng photon vào môi trường xung quanh chúng. Các photon phát ra có thể được một tế bào quang điện thu nhận và chuyển đổi thành năng lượng điện hữu ích. Cách tiếp cận để chuyển đổi năng lượng này được gọi là nhiệt điện trường xa, hoặc FF-TPV, và đã được phát triển trong nhiều năm. Tuy nhiên, nó có mật độ năng lượng thấp và do đó yêu cầu nhiệt độ hoạt động của bộ phát cao.

Nghiên cứu cho thấy kỹ thuật mới giúp chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng bằng nguồn năng lượng nhỏ gọn và hiệu quả trong tương lai. Ảnh: Getty Images

Nghiên cứu được thực hiện tại Đại học Michigan và được công bố trên tạp chí Nature Communications, chứng minh một cách tiếp cận mới, trong đó sự tách biệt giữa bộ phát và tế bào quang điện được giảm xuống mức quy mô nano, cho phép sản lượng điện lớn hơn nhiều so với những gì có thể với FF-TPV cho cùng nhiệt độ phát.

Cách tiếp cận này, cho phép thu năng lượng bị giữ lại trong trường gần của bộ phát, được gọi là nhiệt điện trường gần hoặc NF-TPV và sử dụng các tế bào quang điện, được chế tạo tùy chỉnh và thiết kế bộ phát lý tưởng cho các điều kiện hoạt động gần trường.

Tiến sĩ Mike Waits tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội của Bộ Chỉ huy Phát triển Khả năng Chiến đấu của Quân đội Hoa Kỳ cho biết: "Nếu thành công, trong tương lai TPV gần trường có thể đóng vai trò là nguồn năng lượng nhỏ gọn hơn và hiệu suất cao hơn cho Binh lính vì các thiết bị này có thể hoạt động ở nhiệt độ hoạt động thấp hơn TPV thông thường."

Tiến sĩ Stephen Forrest, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính, Đại học Michigan, cho biết: “Cơ chế này họat động bằng cách chế tạo các tế bào TPV màng mỏng với bề mặt siêu phẳng và có phản xạ mặt sau bằng kim loại. "Các photon phía trên vùng cấm của tế bào được hấp thụ hiệu quả trong chất bán dẫn dày micromet, trong khi các photon bên dưới vùng cấm được phản xạ trở lại bộ phát silicon và được tái chế."

Nhóm nghiên cứu đã nuôi cấy tế bào quang điện indium gallium arsenide màng mỏng trên chất nền bán dẫn dày, sau đó bóc tách vùng hoạt động bán dẫn rất mỏng của tế bào và chuyển nó sang chất nền silicon.

Tiến sĩ Pramod Reddy, giáo sư kỹ thuật cơ khí, Đại học Michigan cho biết: “Nhóm nghiên cứu đã đạt được sản lượng điện kỷ lục ~ 5 kW/m2, lớn hơn một bậc so với các hệ thống được báo cáo trong tài liệu."

Hà Trần (Theo ScienceDaily)

Cùng chuyên mục

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

20/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024

Công ty khởi nghiệp trung tâm dữ liệu có trụ sở tại Singapore, Sustainable Metal Cloud (SMC), đối tác của NVIDIA và Deloitte, đã ra mắt một hệ thống làm mát ngâm được cho là cắt giảm 50% mức tiêu thụ năng lượng và giảm 28% chi phí lắp đặt so với các hệ thống làm mát bằng chất lỏng truyền thống. Công ty hiện đang hoạt động tại Úc, Ấn Độ và Đức, và sắp tới có kế hoạch mở rộng sang thị trường châu Á.
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024

Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu thông minh giúp nâng cao hiệu quả năng lượng làm mát không gian nhà ở. Vật liệu mới có tuổi thọ ước tính lên đến 60 năm và có chi phí thấp hơn so với vật liệu tương tự hiện có trên thị trường.
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/09/2024

Loại vải mới do nhóm nghiên cứu Waterloo phát triển có thể chuyển đổi nhiệt độ cơ thể và năng lượng mặt trời thành điện, cho phép hoạt động liên tục mà không cần nguồn điện bên ngoài.
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 27/09/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 25/09/2024

Samsung ra mắt sản phẩm tủ lạnh mới có hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội so với các sản phẩm tủ lạnh trên thị trường. Sản phẩm có công nghệ máy nén biến tần AI, Đặc biệt, việc áp dụng Chế độ năng lượng AI của ứng dụng SmartThings giúp giảm thêm mức tiêu thụ năng lượng tới 10%.
Điện mặt trời áp mái giúp Sở Khoa học và Công nghệ Khánh Hoà tiết kiệm điện 19/09/2024

Đề tài “Ứng dụng mô hình điện mặt trời áp mái tại trụ sở các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Khánh Hòa” do Thạc sĩ Lê Xuân Hải - Trung tâm Thông tin và ứng dụng Khoa học và Công nghệ (KH-CN), Sở KH-CN Khánh Hoà làm chủ nhiệm được đánh giá đã giải quyết bài toán tiết giảm điện năng tiêu thụ của các cơ quan nhà nước trên địa bàn tỉnh, cụ thể hóa mục tiêu giảm phát thải nhà kính về 0 theo chủ trương của Đảng và Nhà nước.
ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.