Theo báo South China Morning Post (SCMP), các nhà nghiên cứu Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá trong lĩnh vực năng lượng sạch, khi phát triển thành công công nghệ sản xuất điện từ nước bên trong một thùng chứa kín, không cần ánh sáng mặt trời. Công nghệ này sử dụng nhiệt độ môi trường xung quanh để tạo ra hơi nước, từ đó chuyển hóa thành điện năng, mở ra tiềm năng ứng dụng lớn ở những nơi có điều kiện khắc nghiệt như sa mạc, rừng mưa nhiệt đới hoặc các khu vực ngầm.

Công nghệ thủy điện tử kín đầy triển vọng

Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại pin thủy điện tử kín (HHC) hoạt động mà không cần ánh sáng mặt trời, chống chịu được gió và độ ẩm. Khác với các công nghệ thủy điện tử thông thường vốn phụ thuộc vào điều kiện môi trường ổn định, loại pin này tận dụng hiệu quả nhiệt độ tự nhiên xung quanh và có thể vận hành ổn định ngay cả trong bóng tối.

Công nghệ thủy điện tử, hay hydrovoltaic, là một lĩnh vực nghiên cứu mới nổi, tận dụng năng lượng từ nước thông qua các hiện tượng tự nhiên như bốc hơi, dòng chảy hoặc sự tương tác giữa nước với các vật liệu đặc biệt. Điểm khác biệt giữa thủy điện truyền thống và thủy điện tử là quy mô hoạt động: trong khi thủy điện đòi hỏi các công trình lớn, thủy điện tử phù hợp với các ứng dụng nhỏ lẻ hoặc tự cung cấp năng lượng cho các thiết bị cụ thể.

Hiệu quả vận hành vượt trội

Trong báo cáo đăng trên Nature Communications, các nhà khoa học nhấn mạnh rằng tấm pin HHC của họ có thể tạo ra điện năng liên tục trong hơn 160 giờ mà chỉ tiêu thụ lượng nước cực kỳ nhỏ. Nhờ thiết kế này, thiết bị có khả năng hoạt động hiệu quả trong những môi trường khó khăn như các sa mạc khô hạn hay các khu vực có độ ẩm cao như rừng mưa.

Thiết bị được cấu tạo với một hộp kín làm từ than đen và giấy lụa – vật liệu giúp tạo điều kiện cho hiện tượng mao dẫn, tức sự di chuyển của chất lỏng qua không gian nhỏ mà không cần tác động của trọng lực. Các biến đổi nhiệt độ tự nhiên được tận dụng để kích thích quá trình bay hơi và dòng chảy mao dẫn bên trong hộp, tạo ra dòng điện thông qua chu trình nước khép kín.

Nguồn năng lượng xanh tiềm năng

Nhóm nghiên cứu khẳng định rằng nhiệt độ môi trường, một nguồn năng lượng cấp thấp nhưng vô tận, đã được khai thác hiệu quả thông qua thiết bị này. Dù có điện áp hở mạch ở mức vừa phải, tấm pin không tiêu tốn nước, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh thế giới đang tìm kiếm các giải pháp thay thế năng lượng hóa thạch, góp phần giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Ngoài ra, nhóm cũng phát hiện một hiệu ứng điện tử tuần hoàn nội bộ chưa từng được biết đến trước đây. Hiệu ứng này tận dụng chính sự dao động nhiệt độ, thường được xem là bất lợi trong việc thu năng lượng, để tạo ra dòng điện ổn định thông qua chu trình hoạt động khép kín.

Ứng dụng thực tế rộng rãi

Nhờ khả năng sản xuất điện liên tục và không phụ thuộc vào nguồn nước bên ngoài, loại pin này được dự báo sẽ có tiềm năng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực. Các nhà khoa học cho rằng thiết bị sẽ phù hợp với những môi trường khắc nghiệt như sa mạc, nơi khan hiếm nước; rừng mưa nhiệt đới có độ ẩm cao; hoặc các khu vực ngầm và thiếu ánh sáng.

Thêm vào đó, chi phí sản xuất thấp, thiết kế đơn giản và khả năng hoạt động bền bỉ hứa hẹn giúp công nghệ này dễ dàng được triển khai rộng rãi, từ cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ gọn đến hỗ trợ các dự án năng lượng bền vững tại những vùng xa xôi.

Tương lai của năng lượng thủy điện tử

Công nghệ thủy điện tử không chỉ mở ra một hướng đi mới trong việc khai thác năng lượng xanh mà còn góp phần thay đổi cách tiếp cận đối với việc sản xuất điện ở những khu vực có điều kiện khắc nghiệt. Với bước tiến này, các nhà khoa học Trung Quốc đã chứng minh rằng năng lượng sạch, bền vững và tiết kiệm không chỉ là xu hướng mà còn là tương lai gần.

Mặc dù còn nhiều thách thức cần giải quyết để đưa công nghệ này vào sản xuất thương mại, nhưng những phát hiện ban đầu đã tạo ra hy vọng lớn trong cuộc chiến chống lại biến đổi khí hậu và đảm bảo an ninh năng lượng toàn cầu.

Đọc thêm:

Hàng hóa phái sinh là gì? Tìm hiểu cách đầu tư hàng hóa sinh lời