Biến kính cửa sổ thành pin mặt trời

Các chuyên gia của Công ty New Energy Technologies lần đầu tiên chế tạo được mẫu kính thông thường phủ lớp phát điện trong suốt, mở ra hướng ứng dụng mới cho cửa sổ hiện đại. Phát minh này biến một vật liệu quen thuộc trong xây dựng thành bộ phận có khả năng tạo điện, thay vì chỉ đảm nhiệm vai trò lấy sáng hoặc ngăn cách không gian. Nếu được triển khai rộng rãi, những ô cửa kính trên nhà ở, văn phòng, nhà kính trồng cây và các tòa nhà cao tầng có thể đồng thời trở thành nguồn năng lượng. Điểm đặc biệt nằm ở lớp phủ hữu cơ có khả năng sinh điện, về bản chất chỉ gồm một hợp chất tạo bởi hydro và carbon. Lớp phủ này có thể sơn lên hầu như bất kỳ loại kính nào, không đòi hỏi thay đổi hoàn toàn vật liệu cửa sổ đang được sử dụng. Nhờ khả năng điều chỉnh độ trong suốt cùng màu sắc, sản phẩm có thể đáp ứng sở thích khách hàng và yêu cầu kỹ thuật của các kiến trúc sư. Cách tiếp cận ấy tạo ra khác biệt đáng kể so với các thiết bị quang điện quen thuộc, vốn thường cần những tấm panel mặt trời để thu nhận, gia nhiệt hoặc tăng áp suất. Với kính điện, lớp phủ được phun đơn giản ở nhiệt độ phòng, giúp quy trình lắp đặt bớt phức tạp và chi phí trang bị có triển vọng giảm mạnh. Ưu thế này đặc biệt đáng chú ý khi cần phủ lên số lượng cửa sổ rất lớn tại những công trình cao tầng hoặc hệ thống nhà kính quy mô rộng. Theo tính toán được nêu trong nghiên cứu, riêng tại Mỹ, thị trường tiềm năng của vật liệu được gọi là “thủy tinh điện”, hay electroglass, gồm khoảng 85 triệu ngôi nhà ở và nhà công cộng. Con số này cho thấy quy mô ứng dụng không chỉ giới hạn trong các dự án thử nghiệm hoặc những công trình biểu tượng. Mỗi cửa sổ phát điện, dù đóng góp nhỏ, đều có thể bổ sung thêm nguồn năng lượng phân tán cho tổng thể tòa nhà. Nguồn gốc của phát hiện bắt đầu từ quá trình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, khi các nhà khoa học tráng một lớp phủ mới lên bề mặt kính. Lớp phủ nhẹ và đàn hồi này sử dụng polietilenterephtalat, thường được viết tắt là PET, một loại nhựa khá phổ biến trong đời sống và công nghiệp. Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu bất ngờ nhận thấy màng “tăng lực” có thể trở thành nền tảng cho một công nghệ khai thác năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, để lớp màng ấy thực sự phát điện hiệu quả, các nhà khoa học cho biết cần bổ sung thêm những thành phần cần thiết khác, nhưng danh tính của chúng thời điểm đó chưa được công bố. Chi tiết chưa mở này khiến công nghệ vẫn đang ở giai đoạn phát triển, dù triển vọng ứng dụng đã được đánh giá rất rộng. Việc sử dụng PET cũng gợi ý một hướng chế tạo tương đối linh hoạt, bởi vật liệu nhẹ, đàn hồi, dễ phủ lên những bề mặt kính khác nhau. Khi được lắp ráp vào các tòa nhà, những tấm kính cửa sổ phát điện có thể tạo ra lượng điện đủ cung cấp cho hệ thống chiếu sáng và các động cơ điện cỡ nhỏ. Kính không nhất thiết phải thay thế toàn bộ nguồn điện của công trình, nhưng có thể hỗ trợ những nhu cầu tiêu thụ thường xuyên ngay tại nơi ánh sáng được thu nhận. Cách tạo điện trực tiếp trên bề mặt công trình cũng giúp tận dụng những khoảng diện tích vốn bị bỏ trống trên các cửa sổ. Khả năng của electroglass còn vượt ra ngoài ánh nắng tự nhiên, bởi lớp phủ này có thể biến cả nguồn sáng nhân tạo thành điện năng. Điều đó mở ra viễn cảnh cửa kính tiếp tục tạo điện trong những không gian sử dụng đèn, dù hiệu quả cụ thể còn phụ thuộc điều kiện vận hành và thiết kế thực tế. Từ một lớp phủ mỏng, nhẹ, trong suốt và có thể điều chỉnh màu sắc, công nghệ này đặt nền móng cho những tòa nhà vừa lấy sáng, vừa phát điện ngay trên các bề mặt quen thuộc.