Những nguồn năng lượng tái tạo độc đáo trong tương lai

Happy Earth Day!!! ​

Gió và mặt trời được biết tới như những nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và tiềm năng nhất cho tương lai. Trạm thu phát năng lượng mặt trời và các tuabin điện gió đang được đưa vào vận hành rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới. Tuy nhiên, bênh cạnh gió và mặt trời, nhu cầu về năng lượng đã thúc đẩy các nhà khoa học tìm kiếm những nguồn năng lượng tái tạo khác, đặc biệt là năng lượng từ sinh vật tự nhiên. Bài viết xin tổng hợp lại những phát minh khoa học công nghệ ứng dụng tài nguyên thiên nhiên vào việc phát sinh năng lượng.
1. Pin năng lượng mặt trời từ cây thuốc lá
Ý tưởng: Phát triển các tế bào quang điện và tế bào quang hóa tổng hợp trên cây thuốc lá.

Thực hiện: Nghiên cứu này được phát triển bởi các nhà khoa học tại Đại học California (Berkeley). Một loài virus được lập trình bằng phương pháp di truyền, có thể nhiễm vào cây thuốc lá trồng đại trà trên các cánh đồng. Những phiên bản di truyền này sẽ tự nhân bản giống như các virus thông thường. Bằng cách đó, cây thuốc lá có thể chế tạo ra các “phần tử mang màu” (chromophore), có cấu tạo cực nhỏ, hấp thụ ánh sáng mặt trời để cung cấp các electron có năng lượng cao. Những chất mang màu này phát triển trên ngọn của các cây khác, sắp xếp thành một dãy dài hàng trăm nanomet. Vì bản chất của nó là hấp thụ rất tốt năng lượng mặt trời, nên chất mang màu sẽ tự sắp xếp đủ xa nhau để duy trì dòng điện nhưng cũng lại đủ gần để thu nhận các electron. Kết quả đó là một quy trình sản xuất an toàn về mặt môi trường dành cho các pin mặt trời có tiềm năng không giới hạn cũng như một chất xúc tác lành mạnh đối với ngành trồng thuốc lá, Các pin này hoàn toàn có hiệu quả cao như pin mặt trời bằng silic, nhưng chúng lại có khả năng phân hủy sinh học và có thể coi như một loại pin dùng tạm thời hoặc dùng một lần rồi bỏ.
2. Tạo năng từ sự bay hơi trên lá cây
Ý tưởng: Lợi dụng mặt phân cách giữa pha lỏng và pha khí ở trên mặt lá cây trong quá trình bốc hơi để tạo ra năng lượng tái tạo.

Thực hiện: Trong quá trình nước bốc hơi từ lá cây, những hạt hơi nước có thể bay lên độ cao lên tới 30 mét mà không cần bất cứ một cơ chế bơm nào. Các nhà nghiên cứu tại Viện Vật lý Hoa Kỳ đã ứng dụng hiện tượng này để phát sinh ra năng lượng điện. Sự bay hơi diễn ra khi chất lỏng chảy qua bề mặt lá cây, tạo ra mặt phân cách khí-chất lỏng. Mặt phân cách này giống như một bề mặt điện môi chuyển động làm thay đổi tính chất điện của chất lỏng. Một tụ điện 1 µF được gắn vào trong bề mặt này và khi chất lỏng bay hơi nhiều hơn, điện thế thu được khoảng 2-5 µV sẽ được sinh ra ở hai đầu tụ điện.
3. Năng lượng từ cây cối để vận hành thiết bị cảm biến
Ý tưởng: Thu năng lượng do cây sinh ra để duy trì hoạt động của các thiết bị cảm biến

Thực hiện: Các điện cực được ghép vào thân vây và đất sẽ cung cấp dòng điện cho các điện cực . Các cuộn điện khuếch đại làm tăng dòng điện đủ để vận hành các thiết bị cảm biến nhiệt độ và độ ẩm trong rừng. Thậm chí, dòng điện sinh ra có thể nạp điện cho các thiết bị điện cầm tay.

4. Pin vi-rút

Ý tưởng: Sử dụng các vi-rút kỹ thuật có tính di truyền để tạo ra pin dành cho ô-tô và các thiết bị điện.

Thực hiện: Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu tại Viện công nghệ Massachusetts (MIT). Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng các vi-rút kỹ thauatj có tính di truyền có thể đóng vai trò của cả cực âm và cực dương của pin lithium. Các pin vi-rút mới có điện dung và khả năng phát điện tương đương với các pin sạc đang được sử dụng trong các xe hơi hybrid. Đồng thời, pin này cũng có thể dùng để cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị điện cá nhân. Hơn thế, pin vi-rút không sử dụng các dung môi nguy hại, và các vật liệu cấu tạo pin không hề độc hại.
5. Năng lượng từ cây xương rồng
Ý tưởng: Cây xương rồng tạo ra điện năng từ quá trình quang hợp

Thực hiện: Các nhà nghiên cứ tại Trung tâm nghiên cứu khoa học (CNRS), Pháp đã phát triển một pin nhiên liệu sinh học độc nhất có thể cấy vào cây xương rồng để tạo ra năng lượng từ hai sản phẩm chính của quá trình quang hợp – ô-xy và đường. Qua quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã có thể tạo ra dòng điện công suất 9W trong một đơn vị cm2.
6. Công nghệ nhiên liệu sinh học sử dụng quá trình quang hợp nhân tạo ấy cảm hứng từ ếch

Ý tưởng: Vật liệu quang hợp nhân tạo để tạo đường sử dụng năng lượng mặt trời và CO2.

Thực hiện: Lấy cảm hứng từ tổ của loài ếch bán nhiệt dới, tên gọi là Tungara, các nhà khoa học tại Đại học Cincinnati đã tìm ra cách để chết tạo vật liệu quang hợp nhân tạo từ bọt biển với enzym từ nấm, ếch, vi khuẩn và cây trồng để tạo đường sử dụng năng lượng mặt trời và CO2. Trong quá trình quang hợp tự nhiên, cacbon lấy từ khí quyển, đường lấy từ đất và năng lượng từ mặt trời được chuyển thành đường trong thực vật và oxy trong không khí. Với phát minh này, enzyme được ghép vào bọt biển để tiến hành phản ứng quang hợp với đường là sản phẩm chính dùng để sản xuất ethanol và các nhiên liệu sinh học khác
7. Năng lượng cho đèn LED từ cây cối.
Ý tưởng: Sử dụng cây cối làm nguồn năng lượng chiếu sáng.

Thực hiện: Công ty vật tư điện MagCap Engineering đã thiết kế một hệ thống phát điện từ cây cối. Bằng cách đóng một cái đinh vào thân cây và một điện trở đặt trong đất, một dòng điện sẽ dược sinh ra. Điện năng thu được dùng để nạp điện cho pin NiCad và chiếu sáng các bóng đèn LED.

GreenBiz.vn (tổng hợp)

Liệu bạn có thấy những ý tưởng trên khó tin không?

Post 1 bài hưởng ứng Earth Day vậy, mà hình như hôm nay mình cũng chưa làm được gì cho trái đất:P, ngoại trừ đi xe đạp như mọi khi, leo cầu thang bộ( tất nhiên vì làm gì có thang máy )
hix nhưng mà hok tắt máy tính được, còn phải làm bt:-s

tất cả cùng vì trái đất xanh

Có nhiều ý tưởng hay quá.

Những ý tưởng rất hay, nhưng có vài ý tưởng không thực tế lắm, trong tương lai gần sẽ không thể thực hiện được

S k co' khí Hidro nhỉ??? Cũng là 1 ứng cử viên sáng giá đó chứ, nguồn năng lượng này gần như là vô tận mà! Mà thôi, nghiên cứu đúng là tốt thật, rất sáng tạo nhưng k bk khi nào mới được đưa vào sử dụng mà trong khi k còn nhju thời gian!!???