 Thiết bị tại Phòng thí nghiệm Vật liệu Hiệu quả năng lượng tại Đại học MISiS (Nga) -Ảnh: vov.vn |
Các nhà nghiên cứu Nga đang phát triển một hợp kim vô định hình như thế (dựa trên nguyên tố sắt) với các đặc tính vượt trội đáng kể so với các vật liệu thông thường.
Một lõi thép từ tính dùng để chuyển đổi điện áp là yếu tố chính trong mỗi máy biến áp. Quá trình chuyển đổi của lõi này gây tổn thất điện năng chủ yếu thông qua hiện tượng sinh nhiệt. Lượng điện năng tổn thất này chiếm tới 3,5% lượng điện tiêu thụ toàn cầu mỗi năm. Năng lực của các loại thép từ tính mà các công ty công nghiệp sử dụng hiện nay đã được khai thác tới giới hạn cuối cùng.
Các thành viên trong một nhóm nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Vật liệu Hiệu quả năng lượng Cao cấp tại Đại học Khoa học và Công nghệ Nga MISiS đang phát triển hợp kim vô định hình mới với các đặc tính độc nhất vô nhị, như là tổn hao điện ở mức độ thấp và có độ cảm ứng bão hòa ở mức cao. Các đặc tính này hiện thực hóa khả năng chế tạo các lõi nhỏ hơn sản sinh ít nhiệt hơn.
Nhân viên của Phòng thí nghiệm trên cho hay: “Chúng ta có thể đạt được các đặc điểm độc đáo của vật liệu mới thông qua một quá trình tổng hợp cải tiến và bằng phương pháp nguội nhanh. Khi nhiệt độ nóng chảy đạt tới 1.300 độ C, chất nung chảy sẽ được đổ lên một đĩa đồng xoay và làm lạnh nhanh chóng. Các dải kim loại mỏng vô định hình được tạo ra sẽ có độ dày chỉ ở mức 20 micromet (một micromet bằng 1 phần triệu mét), tức là mỏng bằng 1/4 tiết diện sợi tóc con người”.
Họ cho biết thêm: “Sau đó vẫn cần phải chỉnh sửa quá trình sản xuất máy biến áp sử dụng các lõi hợp kim mới, tốn thêm 30% chi phí cho quá trình chế tạo mới. Tuy nhiên, các máy biến áp này nếu được vận hành trong 3 đến 4 năm sẽ giúp giảm tổn hao năng lượng đủ để bù đắp lại được một lượng lớn chi phí tài chính. Nếu chúng ta dùng các máy biến áp mới này để thay thế tất cả các máy biến áp hiện nay ở Moscow (Nga) chẳng hạn, thì sẽ tiết kiệm được khoảng 20 triệu USD mỗi năm”.
Các thí nghiệm chỉ ra rằng một máy biến áp với lõi thép hợp kim dùng để hạ điện áp từ 6,6 kV xuống 220 volt sẽ giảm hao phí năng lượng đi 66%, từ đó giúp tiết kiệm đến 16,3 MW điện mỗi năm. Con số này tương ứng với số tiền là 4.600 USD, trong đó ứng với mỗi kWh giờ là 0,3 USD.
Bên cạnh đó, thiết bị mới này sẽ giúp giảm lượng nhiên liệu bị đốt cháy và ngăn ngừa xả thải 7,2 triệu tấn carbon dioxide hàng năm.
Hiện quá trình phát triển hợp kim mới này vẫn đang diễn ra, hứa hẹn mang lại các tác động lớn về kinh tế và môi trường một khi hợp kim này được sản xuất trên quy mô lớn.