Các nhà nghiên cứu ở Đại học Công nghệ Chalmers thiết kế một hệ thống năng lượng để lưu trữ năng lượng mặt trời ở dạng lỏng trong thời gian lên tới 18 năm.
Bằng cách nối với máy phát nhiệt điện siêu mỏng, nhóm nghiên cứu chứng minh hệ thống có thể sản xuất điện, đặt nền tảng cho những thiết bị điện tử sạc sử dụng năng lượng mặt trời theo nhu cầu. Mang tên Hệ thống nhiệt mặt trời phân tử (MOST), công nghệ được phát triển trong hơn một thập kỷ này tập trung vào một phân tử thiết kế đặc biệt gồm carbon, hydro và nitơ. Khi tiếp xúc với ánh sáng Mặt Trời, nguyên tử bên trong phân tử tự sắp xếp lại để thay đổi hình dáng của nó và biến nó thành đồng phân (những hợp chất hữu cơ có cùng công thức phân tử) giàu năng lượng, có thể lưu trữ ở dạng lỏng.
Mô phỏng dùng hệ thống MOST để sạc điện thoại di động. (Ảnh: Đại học Công nghệ Chalmers)
Năng lượng thu thập bởi hệ thống MOST có thể lưu trữ ở trạng thái lỏng trong thời gian lên tới 18 năm trước khi một chất xúc tác chuyển phân tử về hình dáng ban đầu và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. Nhóm nghiên cứu ở Chalmers đang cộng tác với các nhà khoa học tại Đại học Giao thông Thượng Hải. Họ sử dụng một máy phát nhiệt điện nhỏ gọn để biến nhiệt lượng đó thành điện. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Cell Reports Physical Science.
“Máy phát là một con chip siêu mỏng có thể tích hợp trên thiết bị điện tử như tai nghe chụp đầu, đồng hồ thông minh và điện thoại”, nhà nghiên cứu Zhihang Wang đến từ Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết. “Tính đến nay, chúng tôi mới chỉ sản xuất lượng điện nhỏ, nhưng kết quả mới cho thấy thiết kế thực sự hoạt động. Kết quả rất hứa hẹn”.
Công suất hiện nay của mô hình chứng minh khái niệm là 0,1 nW (một watt bằng một tỷ nanowatt), có vẻ khá nhỏ nhưng các nhà khoa học nhận thấy tiềm năng lớn của hệ thống MOST, giúp giải quyết tính chất gián đoạn của năng lượng mặt trời bằng cách lưu trữ nhiều tháng hoặc nhiều năm và sử dụng khi cần.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu Kasper Moth-Poulsen, giáo sư khoa Hóa học và Kỹ thuật hóa học ở Đại học Công nghệ Chalmers, đây là một cách mới để sản xuất điện từ năng lượng mặt trời. Chúng ta có thể sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất điện bất kể thời tiết, thời gian trong ngày, mùa hoặc vị trí địa lý. MOST là hệ thống khép kín có thể hoạt động mà không thải khí carbon dioxide.
Sau khi chứng minh hệ thống có thể sản xuất điện, nhóm nghiên cứu đang tập trung vào cải tiến hiệu suất, đồng thời phát triển giải pháp thương mại có chi phí phải chăng để sạc thiết bị điện và sưởi ấm trong nhà.