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

Công đoàn và Đoàn Thanh niên EVNHCMC thăm hỏi, tri ân các Mẹ Việt Nam Anh hùng nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ

Công đoàn và Đoàn Thanh niên EVNHCMC thăm hỏi, tri ân các Mẹ Việt Nam Anh hùng nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ

Đoàn công tác Công đoàn và Đoàn Thanh niên Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) đã tổ chức đến thăm hỏi, tặng quà các Mẹ Việt Nam Anh hùng trên địa bàn xã Bà Điểm và phường Phú Định, TP.HCM vào ngày 22/7, nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 – 27/7/2026).


Công đoàn và Đoàn Thanh niên EVNHCMC thăm hỏi, tri ân các Mẹ Việt Nam Anh hùng nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ

Công đoàn và Đoàn Thanh niên EVNHCMC thăm hỏi, tri ân các Mẹ Việt Nam Anh hùng nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ

Đoàn công tác Công đoàn và Đoàn Thanh niên Tổng công ty Điện lực TP.HCM (EVNHCMC) đã tổ chức đến thăm hỏi, tặng quà các Mẹ Việt Nam Anh hùng trên địa bàn xã Bà Điểm và phường Phú Định, TP.HCM vào ngày 22/7, nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 – 27/7/2026).


Ứng dụng EVN CSKH cán mốc 1 triệu khách hàng liên kết, sử dụng

Ứng dụng EVN CSKH cán mốc 1 triệu khách hàng liên kết, sử dụng

Chỉ sau hơn một tháng vận hành thử nghiệm, ứng dụng EVN CSKH nhanh chóng trở thành lựa chọn của đông đảo khách hàng sử dụng điện trên toàn quốc,. Điều gì đã tạo nên sức hút của ứng dụng này?


EVNGENCO3 tri ân gia đình chính sách, người có công tại tỉnh Ninh Bình nhân dịp 27/7

EVNGENCO3 tri ân gia đình chính sách, người có công tại tỉnh Ninh Bình nhân dịp 27/7

Nhân kỷ niệm 79 năm Ngày Thương binh - Liệt sĩ (27/7/1947 - 27/7/2026), sáng ngày 22/7, Tổng công ty Phát điện 3 (EVNGENCO3) phối hợp cùng xã Yên Khánh, tỉnh Ninh Bình tổ chức chương trình trao tặng quà cho các gia đình chính sách, người có công với cách mạng, thương binh, bệnh binh, thân nhân liệt sĩ và nạn nhân chất độc da cam trên địa bàn.


Lâm Đồng: Lưới điện quốc gia tạo động lực bứt phá nơi dải đất biên cương

Lâm Đồng: Lưới điện quốc gia tạo động lực bứt phá nơi dải đất biên cương

Tại các xã biên giới thuộc tỉnh Lâm Đồng, lưới điện quốc gia đã phủ khắp 100% thôn, buôn. Nguồn điện an toàn, ổn định không chỉ thắp sáng trong sinh hoạt mà còn là “đòn bẩy” giúp nhiều hộ dân mạnh dạn ứng dụng cơ giới hóa, thay đổi tư duy sản xuất.