Các nhà khoa học đã tìm ra cách tạo ra điện từ không khí

Công nghệ mang tính cách mạng này, được gọi là “hiệu ứng Air-Gen” - khai thác độ ẩm có trong khí quyển để tạo ra năng lượng bền vững.

Hiệu ứng Air-Gen: Tạo ra điện từ độ ẩm của khí quyển

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã tìm kiếm những cách sáng tạo để khai thác các nguồn năng lượng tái tạo. Hiệu ứng Air-Gen đại diện cho một bước đột phá lớn trong nhiệm vụ này.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng một màng protein mỏng gọi là "vật liệu nano" có thể tạo ra điện bằng cách lấy năng lượng từ hơi nước có trong không khí.

Hiện tượng đáng chú ý này mở ra những khả năng mới cho việc khai thác năng lượng bền vững và có tiềm năng cách mạng hóa lĩnh vực năng lượng tái tạo.

Cách hiệu ứng Air-Gen hoạt động: Các lỗ nhỏ cho phép các phân tử nước đi qua và tạo ra điện từ sự tích tụ điện tích do các phân tử nước mang theo, theo một bài báo mới đăng trên tạp chí Advanced Materials.

Hiệu ứng Air-Gen hoạt động dựa trên nguyên tắc tạo ra điện từ hơi nước tồn tại tự nhiên trong khí quyển. Vật liệu nano, với các đặc tính độc đáo của nó, hoạt động như một chất dẫn điện có thể trích xuất năng lượng điện từ độ ẩm xung quanh.

Khi các phân tử nước tiếp xúc với màng mỏng, chúng sẽ trải qua một loạt phản ứng hóa học, dẫn đến việc tạo ra một gradient điện áp và tạo ra điện. Quá trình này xảy ra liên tục miễn là vật liệu tiếp xúc với không khí ẩm, làm cho nó trở thành một nguồn năng lượng bền vững và đầy hứa hẹn.

Về cơ bản, quá trình tạo ra điện của hiệu ứng Air-Gen bắt chước cách các đám mây tạo ra điện mà chúng giải phóng dưới dạng các tia sét. Vì độ ẩm luôn tồn tại trong không khí nên hiệu ứng Air-Gen có thể hoạt động bất cứ lúc nào trong ngày bất kể điều kiện thời tiết - không giống như các công nghệ năng lượng tái tạo như gió và Mặt Trời.

Các ứng dụng và ý nghĩa của hiệu ứng Air-Gen

Việc phát hiện ra hiệu ứng Air-Gen có tiềm năng to lớn trong việc tạo ra năng lượng tái tạo. Bằng cách sử dụng độ ẩm dồi dào trong không khí, công nghệ này cung cấp một nguồn năng lượng tái tạo và sạch có thể sử dụng trên toàn thế giới.

Không giống như các phương pháp sản xuất năng lượng truyền thống dựa vào nhiên liệu hóa thạch góp phần phát thải khí nhà kính và suy thoái môi trường, hiệu ứng Air-Gen mang đến một giải pháp bền vững có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon của chúng ta.

Các phân tử nước có thể di chuyển khoảng 100 nanomet trong không khí trước khi va vào nhau. Khi nước di chuyển qua vật liệu nano, điện tích có xu hướng tích tụ ở phần trên của vật liệu nơi chúng đi vào. Do có ít phân tử đến được lớp dưới hơn nên điều này tạo ra sự mất cân bằng điện tích tương tự như hiện tượng trong đám mây. Các điện cực trên cả hai mặt của vật liệu sau đó mang điện đến bất cứ thứ gì cần cấp nguồn.

Một trong những lợi thế chính của hiệu ứng Air-Gen là khả năng giải quyết tình trạng nghèo năng lượng ở các vùng sâu vùng xa và vùng khó khăn. Nhiều khu vực trên thế giới thiếu khả năng tiếp cận với lưới điện đáng tin cậy, khiến việc đáp ứng các nhu cầu cơ bản và hỗ trợ phát triển kinh tế trở nên khó khăn.

Khả năng tạo ra điện từ không khí cung cấp một giải pháp năng lượng phi tập trung có thể ứng dụng cho các cộng đồng khác nhau và cải thiện chất lượng cuộc sống của họ. Công nghệ này có tiềm năng mang điện đến các ngôi làng xa xôi, cơ sở chăm sóc sức khỏe và cơ sở giáo dục, mở ra những cơ hội mới cho sự tiến bộ và phát triển.

Vì vật liệu nano rất mòng mỏng, chúng có thể được xếp chồng lên nhau hàng nghìn và thậm chí tạo ra nhiều kilowatt năng lượng. Trong tương lai, các thiết bị Air-gen quy mô nhỏ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị đeo được cho đến những thiết bị có thể cung cấp đủ năng lượng cho cả một hộ gia đình.

Thách thức và triển vọng tương lai

Mặc dù hiệu ứng Air-Gen cho thấy nhiều hứa hẹn, nhưng vẫn có những thách thức cần phải vượt qua trước khi có thể triển khai trên quy mô lớn. Các nhà nghiên cứu hiện đang tập trung vào việc tối ưu hóa vật liệu, nâng cao hiệu quả chuyển đổi năng lượng và phát triển các quy trình sản xuất có thể mở rộng. Việc thương mại hóa công nghệ này đòi hỏi phải nghiên cứu thêm, đầu tư và hợp tác giữa các học viện, ngành công nghiệp và các nhà hoạch định chính sách.

Như với bất kỳ công nghệ mới nổi nào, điều quan trọng là phải đánh giá tác động môi trường và đảm bảo tính bền vững lâu dài của nó. Mặc dù hiệu ứng Air-Gen mang đến một giải pháp năng lượng tái tạo, nhưng việc sản xuất và thải bỏ vật liệu nano cần được đánh giá để giảm thiểu bất kỳ tác động bất lợi tiềm tàng nào đối với môi trường. Các nhà nghiên cứu đang tích cực làm việc để phát triển các vật liệu bền vững và thân thiện với môi trường có thể nâng cao hơn nữa khả năng tồn tại của công nghệ này.

Sự đổi mới này có khả năng cách mạng hóa năng lượng tái tạo.

Việc phát hiện ra hiệu ứng Air-Gen đánh dấu một cột mốc quan trọng trong việc tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch và bền vững. Khi các nhà nghiên cứu tiếp tục cải tiến công nghệ, chúng ta có thể hình dung ra một tương lai nơi việc sản xuất điện từ không khí trở thành hiện thực phổ biến. Sự đổi mới này có khả năng cách mạng hóa bối cảnh năng lượng tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Hiệu ứng Air-Gen đã thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học và hứa hẹn to lớn cho tương lai của năng lượng. Bằng cách khai thác độ ẩm có trong khí quyển, công nghệ này cung cấp nguồn năng lượng bền vững và tái tạo có thể cung cấp năng lượng cho cộng đồng, cải thiện cuộc sống và giảm thiểu tác động môi trường của các phương pháp tạo năng lượng truyền thống.

Cập nhật: 08/06/2023 PNVN