Vật liệu biến nhiệt chuyển động và ánh sáng mặt trời thành điện năng

Trong một nghiên cứu mới được công bố, các nhà khoa học Phần Lan đã công bố chi tiết về khả năng chuyển đổi nhiệt, động năng và ánh sáng mặt trời thành điện năng của vật liệu KBNNO – một loại gốm perovskite.
Theo nhà nghiên cứu Yang Bai, nang luong mat troi “điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (Internet of Things – IoT) và các thành phố thông minh – nơi các cảm biến và thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng nguồn năng lượng bền vững”.

Gốm Perovskite là loại vật liệu được dùng để chế tạo các tấm pin quang điện​

Hầu hết các loại vật liệu perovskite đều chuyển đổi năng lượng rất tốt, điện năng lượng mặt trời mặc dù mỗi loại vật liệu perovskite khác nhau thường chuyên về một loại chuyển đổi năng lượng duy nhất. Vật liệu được sử dụng trong các tấm pin quang điện có hiệu quả trong việc tạo ra điện từ ánh nắng mặt trời, nhưng lại không thể chuyển đổi nhiệt và áp lực thành điện năng.

Các thí nghiệm của các nhà khoa học vật liệu tại Đại học Oulu đã cho thấy KBNNO rất đa năng.

Các nghiên cứu trước đây đã nêu bật khả năng quang điện của KBNNO, tuy nhiên còn ít chú ý đến khả năng hỏa điện và chất lượng hỏa điện của vật liệu này – đó là khả năng vật liệu có thể chuyển đổi từ nhiệt độ và áp suất – dưới sự kích hoạt của chuyển động – thành điện năng.

Cũng giống như tất cả các loại gốm perovskite khác, KBNNO là một chất sắt điện, có nghĩa là nó có các lưỡng cực điện nhỏ nằm rải rác. Những lưỡng cực này giống như các kim la bàn nhỏ xíu, chúng bị lệch khi gặp nhiệt độ và tạo ra dòng điện.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm khả năng sắt điện của KBNNO ở nhiệt độ cực kỳ thấp. Nhóm nghiên cứu của Đại học Oulu là những người đầu tiên đo được cả khả năng sắt điện và quang điện của KBNNO ở nhiệt độ phòng.

Trong khi KBNNO không phải là loại vật liệu tốt nhất ở bất kỳ dạng chuyển đổi năng lượng nào, dien mat troi các thử nghiệm lại cho thấy nó tương đối hiệu quả ở cả ba dạng. Hơn thế nữa, trong nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí vật lý ứng dụng Applied Physics Letters cho thấy, loại vật liệu này còn có thể cải tiến.

Nhà nghiên cứu Yang Bai cho rằng “Có lẽ tất cả các đặc tính này đều có thể điều chỉnh đến mức tối đa”.

Bai và các đồng nghiệp hy vọng sẽ tạo ra một thiết bị thu đa năng lượng trong tương lai gần.

“Điều này sẽ thúc đẩy sự phát triển của Mạng lưới thiết bị kết nối Internet (Internet of Things – IoT) và các thành phố thông minh – nơi các cảm biến và thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng nguồn năng lượng bền vững”.

Nguồn: Dantri​