Máy phát kiểu nhiệt điện mới liên tục tạo ra điện cả ngày lẫn đêm

21/04/2023 - 17:39 (GMT+7)

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một máy phát điện kiểu nhiệt điện mới (TEG) có thể liên tục tạo ra điện bằng cách sử dụng nhiệt từ mặt trời và một phần tử bức xạ giải phóng nhiệt vào không khí, mà không cần bất kỳ bộ phận chuyển động nào. Do hoạt động được cả ngày lẫn đêm, TEG mới có thể cung cấp nguồn điện đáng tin cậy cho các thiết bị điện tử nhỏ như các cảm biến ngoài trời.

Trưởng nhóm nghiên cứu Jing Liu từ Đại học Jimei, Trung Quốc cho biết: “Các nguồn năng lượng truyền thống như pin có dung lượng hạn chế và cần phải thay thế hoặc sạc lại thường xuyên, rất bất tiện và không bền vững. Thiết kế TEG mới này có thể cung cấp giải pháp năng lượng bền vững và liên tục cho các thiết bị nhỏ, giải quyết các hạn chế của những nguồn năng lượng truyền thống như pin. Công nghệ TEG mới có thể tác động đến nhiều ứng dụng, từ cảm biến từ xa đến thiết bị điện tử có thể đeo được, thúc đẩy cách tiếp cận bền vững và thân thiện với môi trường hơn để cung cấp năng lượng cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta."

Thiết bị máy phát nhiệt điện tự cung cấp năng lượng mới. Ảnh: Haoyuan Cai, Đại học Jimei

Tăng cường hiệu suất TEG

Khi một vật liệu nhiệt điện bị chênh lệch nhiệt độ, các electron sẽ di chuyển từ phần nóng sang phần lạnh, tạo ra dòng điện. Trước đây tuy đã có các máy phát điện kiểu nhiệt điện TEG dựa trên hiện tượng này, nhưng chúng có xu hướng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ không ổn định và không tạo ra đủ điện năng để sử dụng.

Để giải quyết những hạn chế này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại TEG mới, sử dụng một bộ phận gọi là bộ hấp thụ năng lượng mặt trời băng thông siêu rộng (UBSA) để thu ánh sáng mặt trời, làm nóng một bên của máy phát điện. Đồng thời, một thành phần khác được gọi là cực phát làm mát bức xạ phẳng (RCE) giúp giải phóng nhiệt để làm mát mặt còn lại. Cả UBSA và RCE đều có thể được áp vào các vật liệu nền linh hoạt, và có thể cung cấp điện cho các thiết bị đeo được.

(a) TEG tự cung cấp năng lượng có thể sản xuất điện vào cả những ngày quang đãng và nhiều mây. (b) Công suất định mức do thiết bị tạo ra trong ba điều kiện khác nhau. Ảnh: Haoyuan Cai, Đại học Jimei

 

Do công suất sưởi ấm của UBSA lớn hơn đáng kể so với công suất làm mát của RCE dưới cường độ ánh sáng mặt trời bình thường, nên các nhà nghiên cứu đã đặt RCE trên một UBSA có diện tích lớn hơn. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào toàn bộ thiết bị, các phần không bị che khuất của UBSA sẽ hấp thụ năng lượng mặt trời để nóng lên trong khi RCE phía trên bắt đầu nguội đi. Sự kết hợp giữa sưởi ấm và làm mát tạo ra chênh lệch nhiệt độ và sinh ra điện năng.

Vào ban đêm hoặc những ngày nhiều mây, chênh lệch nhiệt độ giảm đáng kể do không có ánh nắng chiếu trực tiếp. Tuy nhiên, vẫn có sự chênh lệch nhiệt độ nhất định và có thể được tận dụng để tạo ra điện, mặc dù hiệu suất thấp hơn so với ngày nắng.

Qua thí nghiệm, thiết bị đạt được điện áp đầu ra cực đại là 166,2 mV trong điều kiện ban ngày quang đãng, đủ để cấp nguồn cho một cảm biến hoặc thiết bị nhỏ. Trong điều kiện ban đêm quang đãng và ban ngày nhiều mây, nó tạo ra 14,7mV và 95mV tương ứng.

Các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc để tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả, độ bền và khả năng mở rộng của thiết bị, đồng thời lên kế hoạch kiểm tra độ ổn định và độ tin cậy lâu dài của thiết bị trong các điều kiện khác nhau. Họ cũng muốn khám phá tiềm năng sản xuất hàng loạt với chi phí hợp lý và cải thiện hiệu suất của thiết bị cũng như khả năng thích ứng với các ứng dụng khác nhau.


Mạnh Tiến (Theo Techxplore.com) 21/04/2023 - 17:39 (GMT+7)
Share

Chuyến thăm cấp Nhà nước tới Trung Quốc của Tổng Bí thư – Chủ tịch nước Tô Lâm: Lĩnh vực năng lượng là một trong các nội dung của Tuyên bố chung Việt Nam – Trung Quốc

Chuyến thăm cấp Nhà nước tới Trung Quốc của Tổng Bí thư – Chủ tịch nước Tô Lâm: Lĩnh vực năng lượng là một trong các nội dung của Tuyên bố chung Việt Nam – Trung Quốc

Trong khuôn khổ chuyến thăm cấp Nhà nước tới Trung Quốc của Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, Chủ tịch nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Tô Lâm theo lời mời của Tổng Bí thư Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc, Chủ tịch nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa Tập Cận Bình, ngày 17/4, hai bên đã ra Tuyên bố chung về việc tiếp tục làm sâu sắc quan hệ đối tác hợp tác chiến lược toàn diện, thúc đẩy xây dựng Cộng đồng chia sẻ tương lai Việt Nam - Trung Quốc có ý nghĩa chiến lược ở mức độ cao hơn trong thời kỳ mới. Website evn.com.vn lược trích các nội dung liên quan đến lĩnh vực năng lượng.


Bộ Nông nghiệp và Môi trường: Cảnh báo nguy cơ thiếu hụt nguồn nước từ giữa năm 2026 do El Nino

Bộ Nông nghiệp và Môi trường: Cảnh báo nguy cơ thiếu hụt nguồn nước từ giữa năm 2026 do El Nino

Theo Bộ Nông nghiệp và Môi trường, hiện tượng El Nino có khả năng xuất hiện từ tháng 6 – 8/2026 với xác suất cao và kéo dài sang năm 2027, làm gia tăng nguy cơ thiếu hụt nguồn nước trên phạm vi cả nước.


Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN Đặng Hoàng An làm việc với Tập đoàn Mingyang Smart Energy

Chủ tịch Hội đồng thành viên EVN Đặng Hoàng An làm việc với Tập đoàn Mingyang Smart Energy

Chiều 17/4, tại Hà Nội, Chủ tịch Hội đồng thành viên Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) - ông Đặng Hoàng An đã tiếp và làm việc với ông Joe Zhou - Tổng Giám đốc toàn cầu Tập đoàn Năng lượng thông minh Mingyang (Trung Quốc). Lãnh đạo hai bên đã trao đổi thông tin về tiềm năng hợp tác trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, lưu trữ năng lượng và thiết bị điện.


Hiệu quả tiết kiệm điện từ những giải pháp bám sát thực tiễn

Hiệu quả tiết kiệm điện từ những giải pháp bám sát thực tiễn

Trong bối cảnh nắng nóng kéo dài, nhu cầu điện tăng cao, "bài toán" đảm bảo cung ứng điện đang đặt ra yêu cầu cấp thiết về tiết kiệm và sử dụng điện hiệu quả. Tại tọa đàm “Sử dụng năng lượng tiết kiệm” do Báo Tuổi Trẻ tổ chức vừa qua cho thấy nhiều giải pháp từ phía ngành Điện, doanh nghiệp và người dân nhằm giảm áp lực cho hệ thống điện trong các tháng cao điểm.


EVN làm việc với tỉnh Đồng Nai về công tác đảm bảo điện năm 2026

EVN làm việc với tỉnh Đồng Nai về công tác đảm bảo điện năm 2026

Sáng 17/4, lãnh đạo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) làm việc với Lãnh đạo UBNB tỉnh Đồng Nai về tình hình cung ứng điện 3 tháng đầu năm và kế hoạch năm 2026. Ông Nguyễn Kim Long - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch thường trực UBND tỉnh Đồng Nai chủ trì buổi làm việc.