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

Tuyên dương kỹ sư điện dũng cảm cứu người đuối nước

Tuyên dương kỹ sư điện dũng cảm cứu người đuối nước

Phát hiện một người đàn ông đuối nước trong tình trạng nguy kịch, một kỹ sư ngành điện đã nhanh chóng lao xuống cứu người và kiên trì sơ cứu gần 20 phút, giành lại sự sống cho nạn nhân.


Tuyên dương kỹ sư điện dũng cảm cứu người đuối nước

Tuyên dương kỹ sư điện dũng cảm cứu người đuối nước

Phát hiện một người đàn ông đuối nước trong tình trạng nguy kịch, một kỹ sư ngành điện đã nhanh chóng lao xuống cứu người và kiên trì sơ cứu gần 20 phút, giành lại sự sống cho nạn nhân.


Đại hội XIV: Niềm tin và quyết tâm hiện thực hóa khát vọng

Đại hội XIV: Niềm tin và quyết tâm hiện thực hóa khát vọng

Đại hội XIV của Đảng - dấu mốc lịch sử đưa đất nước bước vào kỷ nguyên mới – phát triển, phồn thịnh, hạnh phúc, bắt đầu diễn ra từ ngày hôm nay 19/1/2026. Sau chặng đường đã qua, với thế và lực đã đạt được, trong tâm thế và quyết tâm đã rõ, chúng ta hoàn toàn đủ tự tin để hiện thực hóa khát vọng lớn lao đó.


EVN huy động toàn hệ thống, tăng cường đảm bảo điện phục vụ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XIV

EVN huy động toàn hệ thống, tăng cường đảm bảo điện phục vụ Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XIV

Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng là sự kiện chính trị đặc biệt quan trọng của đất nước, diễn ra từ ngày 19 - 25/1. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã triển khai đồng bộ các phương án, huy động toàn hệ thống để đảm bảo cung cấp điện phục vụ Đại hội với trách nhiệm chính trị và tinh thần quyết tâm cao nhất.


Tuổi trẻ EVNNPC “trao yêu thương” đến trẻ em vùng cao Thanh Hóa

Tuổi trẻ EVNNPC “trao yêu thương” đến trẻ em vùng cao Thanh Hóa

Ngày 17/1, Đoàn Thanh niên Tổng công ty Điện lực miền Bắc (EVNNPC) phối hợp với một số tổ chức Đoàn của các đơn vị bạn, thực hiện chương trình thiện nguyện “Trao yêu thương – Sáng biên cương” tại xã Thiên Phủ, tỉnh Thanh Hoá.