Các nhà khoa học của Đại học Nam Carolina (Mỹ) đã tìm được cách sử dụng áo thun rẻ tiền để lưu trữ điện năng. Xiaodong Li, giáo sư ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, đã hợp tác với nghiên cứu sinh cùng trường là Lihong Bao để tìm ra giải pháp trên. Theo báo cáo trên chuyên san Advanced Materials, bộ đ...
Các nhà khoa học của Đại học Nam Carolina (Mỹ) đã tìm được cách sử dụng áo thun rẻ tiền để lưu trữ điện năng.
Xiaodong Li, giáo sư ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, đã hợp tác với nghiên cứu sinh cùng trường là Lihong Bao để tìm ra giải pháp trên.
Theo báo cáo trên chuyên san Advanced Materials, bộ đôi đã sử dụng một áo thun cũ mua từ cửa hàng giảm giá trong vùng, sau đó nhúng nó vào dung dịch fluoride, rồi phơi khô và hấp trong môi trường không chứa ô xy ở nhiệt độ cao.
Hai chuyên gia đang xử lý vải tại phòng thí nghiệm
Sớ của sợi vải chuyển từ cellulose sang carbon hoạt hóa trong quá trình xử lý, nhưng vật liệu vẫn giữ nguyên tính linh hoạt như vải thường.
Dùng những mẩu nhỏ của vải làm điện cực, các nhà nghiên cứu chứng tỏ được rằng vật liệu trên có thể đóng vai trò như một tụ điện.
Tụ điện có vai trò lưu trữ năng lượng điện, và là bộ phận cần thiết của hầu hết thiết bị điện tử trên thị trường hiện nay.
Bằng việc phủ lên từng sợi vải nhúng carbon với manganese oxide, khả năng dẫn điện của vải được củng cố hơn nữa.
“Điều này tạo ra một siêu tụ điện ổn định và hoạt động cao", theo giáo sư Li.
Các siêu tụ điện được chế biến như trên đã chứng tỏ khả năng hoạt động bền bỉ, thậm chí sau cả ngàn vòng nạp và xả năng lượng điện, hiệu suất của chúng chỉ giảm không đến 5%.
Sáng kiến này có thể mở đường cho thế hệ quần áo có khả năng sạc điện thoại và các thiết bị di động khác, làm bùng nổ nhu cầu “lưu trữ năng lượng linh hoạt” trong tương lai.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Nam Carolina, Mỹ, đã phát triển một phương pháp biến áo thun giá rẻ thành vật liệu có khả năng lưu trữ điện năng. Nghiên cứu do Xiaodong Li, giáo sư ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, phối hợp với nghiên cứu sinh Lihong Bao thực hiện. Kết quả này được giới thiệu trong một báo cáo đăng trên chuyên san Advanced Materials.
Nhóm nghiên cứu bắt đầu với một chiếc áo thun cũ được mua tại một cửa hàng giảm giá trong khu vực. Họ nhúng chiếc áo vào dung dịch fluoride, sau đó phơi khô và xử lý ở nhiệt độ cao trong môi trường không có oxy. Quy trình này được tiến hành tại phòng thí nghiệm nhằm thay đổi cấu trúc của sợi vải.
Trong quá trình xử lý, cellulose trong vải chuyển hóa thành carbon hoạt hóa. Dù trải qua sự biến đổi về vật liệu, vải vẫn giữ được độ linh hoạt tương tự vải thông thường. Đặc tính này giúp vật liệu có tiềm năng phù hợp với những ứng dụng cần sự mềm dẻo.
Các nhà nghiên cứu đã cắt vật liệu thành những mẩu nhỏ để sử dụng làm điện cực. Thử nghiệm cho thấy các mẩu vải này có thể hoạt động như một tụ điện. Tụ điện là bộ phận có chức năng lưu trữ năng lượng điện và hiện diện trong phần lớn thiết bị điện tử trên thị trường.
Nhóm nghiên cứu tiếp tục phủ manganese oxide lên từng sợi vải đã được nhúng carbon. Lớp phủ này giúp tăng cường khả năng dẫn điện của vật liệu. Theo đánh giá của giáo sư Li, quá trình đó tạo ra một siêu tụ điện có độ ổn định và hiệu năng cao.
Các siêu tụ điện được chế tạo từ loại vải đã xử lý cho thấy khả năng hoạt động bền bỉ qua nhiều chu kỳ. Sau khoảng một nghìn vòng nạp và xả điện, hiệu suất của thiết bị chỉ giảm dưới 5%. Kết quả này cho thấy vật liệu có thể duy trì hoạt động tương đối ổn định trong quá trình sử dụng lặp lại.
Nghiên cứu không sử dụng một loại vải đặc biệt mà bắt đầu từ một chiếc áo thun cũ, giá rẻ. Việc giữ lại độ linh hoạt của vải trong khi tạo ra khả năng lưu trữ điện là điểm đáng chú ý của phương pháp. Tuy nhiên, nguồn thông tin chỉ cho biết kết quả thử nghiệm ở cấp độ vật liệu và siêu tụ điện.
Theo nhóm nghiên cứu, sáng kiến này có thể mở đường cho sự phát triển của các loại quần áo có khả năng sạc điện thoại và những thiết bị di động khác. Công nghệ cũng gắn với nhu cầu về các giải pháp lưu trữ năng lượng linh hoạt trong tương lai. Những ứng dụng cụ thể của quần áo tích hợp chức năng này chưa được nguồn thông tin nêu rõ.
