Cây nhân tạo có thể sản xuất năng lượng từ gió và âm thanh

0 Trần Biên (Theo OSU/Gizmag)

ANTĐ Một dự án nghiên cứu vừa được các nhà khoa học Mỹ phát triển về việc có thể sản xuất ra một loại cây nhân tạo, được làm từ các thiết bị cơ khí và điện từ, có khả năng hấp thụ động năng từ những chuyển động bên ngoài để chuyển hóa thành điện năng. Điều này mở ra hướng đi mới trong việc tìm kiếm nguồn năng lượng tái tạo vô tận phục vụ cho cộng đồng trong tương lai.

ảnh 1Mô hình cây nhân tạo có thể thay thế những cối xay gió khổng lồ
 
Tận dụng tối đa mọi động năng 

Tiến sĩ Ryan Harne, người đứng đầu dự án nghiên cứu cho biết: “Những công trình xây dựng cũng có thể lắc lư nhẹ trong gió, những cây cầu cũng dao động khi có xe chạy qua và những vật treo trên chiếc xe hơi cũng nhận được những lực va chạm tác động từ mặt đường. Tuy nhiên, trong thực tế, một lượng lớn động năng được sinh ra từ những chuyển động này đã bị mất đi. Do đó, chúng tôi muốn thu lại và tái sử dụng chúng thành nguồn năng lượng sạch”. 

Để hấp thụ những lực ngẫu nhiên từ các hoạt động trong môi trường tự nhiên, hay những bước chân của chính chúng ta, một cơn gió ngang qua… hay bất kỳ một sự chuyển động nào để biến nó thành điện năng, Tiến sĩ Harne cùng các đồng nghiệp  tại trường Đại học bang Ohio (Mỹ) đã tạo ra một thiết bị giống như một cây xanh từ vật liệu cơ điện để có thể biến ý tưởng này thành hiện thực. Qua đó, những cây nhân tạo sẽ truyền năng lượng tới bộ cảm biến được đặt dưới cây cầu, tòa nhà… 

Ngoài ra, từ dự án trên, các nhà khoa học còn tính đến việc tận dụng năng lượng của tiếng ồn trên đường phố. Nếu cảm biến phát hiện ra những dao động từ những hoạt động của con người xung quanh nó sẽ chuyển dữ liệu nhận được thành năng lượng. Mô hình cây nhân tạo trên còn gắn một thiết bị di chuyển qua lại không ngừng (như một con lắc) ở tần số rất cao mà mắt thường không quan sát được. Sự chuyển động này sẽ cho ra dòng điện khoảng 0,8V. Và khi điện áp đã ổn định, “hiện tượng bão hòa” của tiếng ồn, tần số thấp nó sẽ sản xuất ra dòng điện lớn hơn gấp 2 lần (khoảng 2V). “Cảm biến điều hòa sự hoạt động của cây nhân tạo bằng việc tìm kiếm và phát hiện những hoạt động xung quanh, giúp giảm chi phí về pin cũng như công việc bảo trì pin”, ông Harne cho biết.

Áp dụng mô hình toán học

Để hấp thụ tối đa những lực ngẫu nhiên trong môi trường, các nhà khoa học Đại học bang Ohio đã sử dụng mô hình toán học để tìm cách tạo ra nguồn điện ổn định thông qua các dao động liên tục, kể cả ngẫu nhiên. Sau đó, nhóm nghiên phát hiện ra, có thể sử dụng kỹ thuật cộng hưởng nội tại để khiến cây nhân tạo tự dùng những thiết bị vật liệu từ cơ khí và từ trường rung động với cường độ cao ở một tần số ổn định. Qua đây, động năng được sản sinh cùng với tần suất cao và có thể tạo ra nguồn điện.

Khi tiến hành thực nghiệm, các nhà khoa học đã tạo ra một thiết bị giống như một cây xanh từ 2 thanh sắt nhỏ (chúng được mô phỏng là thân và lá cây), được kết nối bởi một dải vật liệu điện được làm bằng polyvinylidene florua (PVDF), để chuyển đổi các dao động tạo thành năng lượng điện. Tiếp đó, truyền cho cây một rung động nhẹ, thậm chí chúng ta cũng không quan sát được, tuy nhiên kết quả khá bất ngờ, nó vẫn tạo ra được dòng điện nhỏ. Do đó, nhóm nhà khoa học khẳng định, thiết bị của họ có thể tạo ra dòng điện từ những rung động  bên ngoài, cho dù chúng ta không nhìn thấy. Hay khi thêm cả vào những dao động gây nhiễu khác thì thiết bị vẫn tạo ra dòng điện với điện áp thậm chí rất mạnh và ổn định.

Hiện công trình nghiên cứu của các nhà khoa học Đại học bang Ohio đã kết thúc phần thử nghiệm thành công. Trong tương lai, nhóm nhà khoa học này tiếp tục phát triển nguyên mẫu mô hình cây nhân tạo sản xuất ra điện năng  để phục vụ nhu cầu dân sinh bằng nguồn năng lượng tái tạo gần như vô tận này. Dự kiến, họ sẽ áp dụng công nghệ mới độc đáo này cho những tòa nhà cao tầng, những cây cầu… nhằm cung cấp điện năng cho những cảm biến giám sát. Nhóm các nhà khoa học trên còn khẳng định sẽ thay thế những cánh đồng cối xay gió khổng lồ trên toàn thế giới bằng loại cây nhân tạo với công nghệ mới của họ.

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top