Nhóm nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa đề xuất cách cải tiến thiết bị thu năng lượng từ mưa để có thể triển khai trên quy mô lớn.
Khi những giọt mưa từ mây rơi xuống, chúng tạo ra một lượng nhỏ năng lượng có thể được thu giữ và chuyển đổi thành điện. Quá trình này có thể coi như một dạng thủy điện thu nhỏ, sử dụng động năng của nước dịch chuyển để tạo ra điện. Tuy nhiên, việc mở rộng công nghệ này trên quy mô lớn hơn là một thách thức, khiến việc sử dụng trong thực tế bị hạn chế.
Mô phỏng các D-TENG sản xuất điện từ mưa. (Ảnh: iEnergy/Tsinghua University Press).
Để thu năng lượng của mưa, các chuyên gia sử dụng thiết bị mang tên máy phát điện nano ma sát (TENG), giúp điện khí hóa tiếp xúc lỏng - rắn. Tuy nhiên, TENG dùng cho giọt nước (D-TENG) có giới hạn kỹ thuật trong việc kết nối nhiều máy với nhau, làm giảm sản lượng điện tổng thể. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí iEnergy đưa ra cách chỉnh sửa các thiết bị D-TENG theo pin mặt trời, giúp việc thu hoạch năng lượng mưa trở nên hiệu quả hơn, SciTechDaily hôm 1/8 đưa tin.
"D-TENG có sản lượng điện đầu ra cực cao, nhưng vẫn rất khó để một D-TENG duy nhất cung cấp điện liên tục cho thiết bị điện cấp độ megawatt. Do đó, hiện thực hóa việc sử dụng đồng thời nhiều D-TENG rất cần thiết. Dựa vào thiết kế của các tấm pin mặt trời, trong đó nhiều đơn vị phát điện được kết nối song song để cung cấp điện, chúng tôi đề xuất một phương pháp đơn giản và hiệu quả để thu năng lượng từ hạt mưa", Zong Li, giáo sư tại Đại học Thanh Hoa, Trung Quốc, cho biết.
Khi nhiều D-TENG được kết nối, sẽ có điện dung ghép ngoài ý muốn giữa điện cực trên và điện cực dưới của tấm thu năng lượng. Điện dung ghép ngoài ý muốn làm giảm công suất đầu ra của D-TENG. Để giảm ảnh hưởng của vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất các bộ phát điện dạng tấm liên kết tương tự pin mặt trời, sử dụng các điện cực dưới của tấm thu năng lượng để giảm tác động của điện dung.
"Lượng điện đầu ra cực đại của các bộ phát điện dạng tấm liên kết cao hơn gần 5 lần so với lượng điện thu được từ mưa bằng thiết bị truyền thống có cùng kích thước, đạt 200 watt mỗi m2, cho thấy ưu điểm của thiết bị mới. Kết quả của nghiên cứu này mang đến một giải pháp khả thi cho việc thu năng lượng hạt mưa trên diện rộng", Li nhận định.