Sạc điện bằng cách “vẫy tay”

Hãy tượng tượng tất cả bạn phải làm để sạc điện ipod hoặc blackberry là vẫy tay, duỗi tay hoặc đi bộ? Bạn có thể chào tàm biệt pin và không bao giờ phải cắm các thiết bị điện tử của mình vào nguồn điện

Trong nghiên cứu được trình bày tại cuộc học lần thứ 237 của Hiệp hội Y tế Hoa Kỳ tại thành phố Salt Lake, Utah ngày 26 tháng 3, các nhà khoa học từ Georgia mô tả công nghệ chuyển đổi năng lượng cơ học từ sự vận động của cơ thể hoặc thậm chỉ dòng chảy của máu thành năng lượng điện có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị điện tử mà không cấn sử dụng pin.

Zhong Lin Wang, giáo sư của Regents, Trường ký thuật và khoa học vật lý tại Học viện công nghệ Georgia, cho biết: “Nghiên cứu này sẽ có tác động lớn đối với công nghệ phòng vệ, kiểm soát môi trường, khoa học y sinh và thậm chí thiết bị điện tử cá nhân”. “Máy phát điện nano” mới có thể có vô số ứng dụng, mộ trong số đó là việc chạy các thiết bị điện tử được quân đội sử dụng khi đi xa.

Các nhà khoa học mô tả việc thu năng lượng từ môi trường bằng cách chuyển những dao động tần số thấp, ví dụ như chuyển động của cơ thể, nhịp đập của tim hay chuyển động của gió, thành điện năng, sử dụng dây nano kẽm oxit (ZnO) truyền điện. Dây nano kẽm oxit là áp điện – chúng tạo ra dòng điện năng khi chịu áp lực cơ học. Đường kính của dây nano này bằng 1/5000 đường kính một sợi tóc.

Khi nghiên cứu về tạo ra năng lượng từ chuyển động, nhóm nghiên cứu của Wang đưa ra kết luận rằng cách hiệu quả nhất là phát triển một phương pháp hoạt động ở tần số thấp và dựa trên vật liệu linh động. Dây nano ZnO đạt những yêu cầu này. Một lợi thế của công nghệ này đó là dây nano có thể được tạo ra trên nhiều loại bề mặt, và máy phát điện nano có thể hoạt động trong không khí hoặc trong chất lỏng. Những bề mặt có thể tạo ra dây nano bao gồm kim loại, gốm, polymer và vải .

Biểu đồ minh họa cho thấy máy phát điện nano lai vi sợi nano, là nền tảng cho việc sử dụng kết cấu để tạo ra điện năng. (Ảnh: Giáo sư Z. L. Wang và Tiến sĩ X. D. Wang, Học viện công nghệ Georgia).

Wang cho biết: “Một cách đơn giản, công nghệ này có thể được sử dụng để tạo ra điện năng trong bất cứ trường hợp nào, chỉ cần có chuyển động”.

Cho đến ngày nay, những phương pháp tạo ra năng lượng nano còn rất hạn chế bất chấp nhu cầu tăng cao của quân đôi và các cơ quan phòng vệ đối vơi scacs thiết bị dò tìm có kích thước nano. Máy phát điện nano có thể có ý nghĩa quan trọng đối với những người lính trên thực địa, nơi không có các nguồn năng lượng nhưng vẫn cần những thiết bị dò tìm và liên lạc. Thêm vào đó, thiết bị dò tìm không cần đến pin có thể rất hữu ích cho quân đội và cảnh sát chuyên lấy mẫu không khí để phát hiện khả năng khủng bố bằng vũ khí sinh học.

Trong khi những thiết bị dò tìm sinh học đã được thu nhỏ lại và có thể cấy dưới da, nhưng vẫn cần đến pin, và máy phát điện nano mới có tính linh hoạt cao hơn nhiều. Một lợi thế chính của công nghệ này là nhiều máy phát điện nano có thể tạo ra điện năng liên tục và cùng một lúc. Ngược lại, thách thức lớn nhất trong việc phát triển những máy phát điện nano này là cải thiện công suất và năng lượng.

Năng ngoái nhóm của Wang đã trình bày nghiên cứu về máy phát điện nano sử dụng sóng siêu âm. Nghiên cứu mới này có ứng dụng rộng rãi hơn vì sử dụng chuyển động tần thấp của cơ thể.

Nghiên cứu do Cơ quan nghiên cứu phòng vệ, Bộ năng lượng, Học viện Y Quốc gia và Quỹ khoa học quốc gia tài trợ.