Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một thiết bị có thể mở đường cho nguồn năng lượng sạch mới dựa trên nguyên lý hoạt động của một món đồ chơi cổ điển.
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra một thiết bị có thể mở đường cho một nguồn năng lượng sạch mới – một động cơ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ thông qua quá trình bay hơi nước.
Thiết bị này có thể chạy bằng 100ml nước làm nhiên liệu trong 50 giờ và tạo ra năng lượng đầu ra lên tới 100 volt, nhiều hơn đáng kể so với nghiên cứu trước đây nhằm chuyển đổi năng lượng bay hơi thành điện năng.
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tạo ra một động cơ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ thông qua quá trình bay hơi nước, mở đường cho một nguồn năng lượng sạch mới. (Ảnh: SCMP)
Trong một bài báo đăng trên tạp chí bình duyệt Device, nhóm nghiên cứu cho biết: “ Năng lượng bay hơi có thể bằng một nửa năng lượng mặt trời trên bề mặt Trái đất, mang lại cơ hội đáng kể về năng lượng tái tạo.
Sử dụng nguyên mẫu máy phát điện, chúng tôi cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ như màn hình tinh thể lỏng (LCD), cảm biến nhiệt độ và máy tính trong điều kiện xung quanh sử dụng nước làm nhiên liệu ”.
Nhóm nghiên cứu bao gồm các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc tại Quảng Châu, Đại học Bách khoa Hồng Kông và Đại học Thành phố Hồng Kông.
Ý tưởng của họ được lấy cảm hứng từ “Con chim tự uống” – một món đồ chơi khoa học cổ điển đội chiếc mũ có thể nhúng liên tục vào cốc nước nhờ nguyên lý nhiệt động lực học. Thiết bị này được phát minh bởi nhà hóa học người Mỹ Miles Sullivan vào những năm 1940.
Đồ chơi khoa học cổ điển “Con chim tự uống nước” dựa trên nguyên lý nhiệt động đơn giản. (Ảnh: SCMP)
Albert Einstein được cho là đã dành 3 tháng rưỡi nghiên cứu nhưng không có kết quả. Giờ đây, cơ chế đằng sau món đồ chơi cổ điển này đang được tận dụng để tạo ra nguồn năng lượng tái tạo mới.
Chim uống gồm 2 quả cầu thủy tinh được nối với nhau bằng một ống thủy tinh dài, trong đó quả cầu phía dưới chứa chất lỏng có nhiệt độ sôi là 40 độ C. Quả cầu thủy tinh phía trên có “mỏ” được phủ một lớp vật liệu. như cảm thấy.
Để bắt đầu động tác uống nước, mỏ chim được nhúng vào cốc nước. Nước tiếp xúc với nỉ bắt đầu bay hơi, làm cho phần trên mát hơn phần dưới. Khi đầu chim nguội đi, hơi nước từ chất lỏng bên trong ống ngưng tụ, dẫn đến áp suất bên trong đầu giảm so với đáy.
Sự chênh lệch áp suất làm cho chất lỏng ở phía dưới dâng lên phía trên. Khi đầu trở nên nặng hơn, nó sẽ nhúng đầu lại vào cốc nước. Sau khi nghiêng về phía trước, chất lỏng chảy ngược lại và con chim trở lại tư thế thẳng đứng. Khi hơi nước tiếp tục bốc hơi từ đầu, chim sẽ lắc lư và uống nước liên tục.
Lấy cảm hứng từ sự tò mò kéo dài hàng thập kỷ, nhóm nghiên cứu quyết định đưa phát minh này lên một tầm cao mới bằng cách thu năng lượng cơ học ở cả hai bên của con chim. Để thực hiện điều này, họ đã lắp đặt hai mô-đun máy phát điện nano điện ma sát ở mỗi đầu.
Nhóm nghiên cứu cho biết : “Chúng tôi sử dụng một động cơ nhiệt tự nhiên hoạt động theo nguyên lý bay hơi lấy cảm hứng từ đồ chơi chim uống nước để chuyển nhiệt ẩn bay hơi thành chuyển động tần số chậm, sau đó chuyển đổi năng lượng cơ học thành điện năng thông qua máy phát điện nano ma sát chuyên dụng” .
Dẫn đầu nhóm nghiên cứu, Giáo sư Wang Zuankai của Đại học Bách khoa Hong Kong cho biết nghiên cứu của họ chỉ là bước chứng minh lý thuyết, nhóm hy vọng sẽ phát triển được các thiết bị có thể chuyển đổi năng lượng hơi nước thành năng lượng điện hiệu quả hơn.
Ông Wang cho biết : “Chúng tôi có thể xếp hàng chục mô hình chim uống nước mini in 3D vào tổ để tạo ra điện đồng thời” .
Một cách khác, để chim “uống nước” phải chiếu ánh sáng mặt trời vào bóng đèn thủy tinh phía sau, bóng đèn thủy tinh này có thể được phủ bằng vật liệu quang nhiệt. Giáo sư Wang cho biết, sức nóng từ ánh sáng mặt trời sẽ khiến chất lỏng bên trong bay hơi và tạo ra hoạt động cơ học trở lại.
Ông nói : “Bằng cách này, chúng ta có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện năng” . “Vì chất lỏng nằm bên trong ống nên nó sẽ không bị mất đi trong quá trình bay hơi.”
Wang cho biết thêm, nhóm nghiên cứu cũng có thể áp dụng cấu trúc đã được phát triển trước đó vào ống của chim để tăng tốc quá trình dịch chuyển chất lỏng nhằm tạo ra nhiều điện hơn.
- Ảnh hưởng bất ngờ của sao Hỏa tới các đại dương trên Trái đất
- “Siêu cầu” Việt Nam lập kỷ lục Đông Nam Á: Tổng vốn gần 5.000 tỷ đồng, lọt top 10 thế giới!
- Con người mất bao lâu để đi vòng quanh sao Hỏa?
