Những đột phá công nghệ năng lượng tái tạo

Năng lượng tái tạo đang mở rộng theo nhiều hướng, từ tận dụng nhiệt thải trên ô tô đến biến ánh nắng thành điện, nhiên liệu và nguồn lực phục vụ giao thông. Những nghiên cứu được giới thiệu cho thấy các nhà khoa học không chỉ tìm cách tạo thêm năng lượng sạch, mà còn tận dụng những nguồn năng lượng thường bị bỏ phí. Mỗi sáng kiến vẫn đang ở giai đoạn phát triển khác nhau, nhưng cùng hướng tới mục tiêu giảm tiêu hao nhiên liệu và khai thác hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên sẵn có. Tại Đại học Purdue, các nhà nghiên cứu đã sáng tạo một hệ thống có khả năng hấp thu nhiệt từ khói thải của ô tô để tạo ra điện. Nguồn điện này được cung cấp trở lại cho bình điện trên xe, nhờ đó động cơ giảm tải trong quá trình vận hành. Khi động cơ phải làm việc nhẹ hơn, chiếc xe có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, đồng thời tận dụng phần nhiệt vốn thường bị thải ra môi trường. Cách tiếp cận của hệ thống Purdue đặc biệt ở chỗ nó kết hợp hai lợi ích trong cùng một giải pháp kỹ thuật, gồm thu hồi nhiệt thải và hỗ trợ nguồn điện cho phương tiện. Khói thải, vốn thường được xem là dấu hiệu của năng lượng thất thoát, được chuyển thành nguồn điện có thể phục vụ trực tiếp cho chiếc xe. Nhờ vậy, công nghệ không chỉ nhắm đến việc tạo thêm điện, mà còn tìm cách cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong hoạt động giao thông. Một hướng nghiên cứu khác đến từ IBM, nơi các nhà khoa học đã sáng tạo loại tế bào năng lượng mặt trời sử dụng những nguyên liệu tương đối rẻ tiền và dễ kiếm. Tầng hấp thu ánh sáng mặt trời rồi chuyển đổi thành điện năng được chế tạo từ đồng đỏ, thiếc, kẽm, lưu huỳnh và selen. Việc lựa chọn những vật liệu này mở ra khả năng giảm chi phí nguyên liệu, dù công nghệ vẫn cần tiếp tục hoàn thiện trước khi đạt hiệu quả cao nhất. Theo thông tin được giới thiệu, phần lớn tế bào năng lượng mặt trời của IBM vẫn đang trong quá trình xử lý nhằm nâng cao hiệu suất hoạt động. Điều đó cho thấy việc tìm ra vật liệu phổ biến mới chỉ là một bước, còn khả năng hấp thu ánh sáng và chuyển đổi ổn định mới quyết định giá trị thực tế. Nếu hiệu quả được cải thiện, loại tế bào này có thể tạo thêm lựa chọn cho lĩnh vực sản xuất điện từ ánh nắng. Trong giao thông đường sắt, Innowattech đã nghiên cứu các thiết bị phát điện áp điện mang tên IPEG Pad, có thể thay thế những tấm đệm đường ray thông thường. Thiết bị tạo ra năng lượng tái tạo mỗi khi đoàn tàu chạy ngang qua, nhờ khai thác tác động cơ học phát sinh trong quá trình tàu di chuyển. Giải pháp này biến chính hoạt động vận hành của tàu thành cơ hội sản xuất điện, thay vì chỉ xem đường ray là hạ tầng chịu tải. Để thử nghiệm công nghệ, công ty Innowattech đã thay thế 32 tấm đệm đường ray bằng những tấm IPEG Pad mới. Các yếu tố như tốc độ đoàn tàu và đường kính bánh xe cũng được tính toán, bởi chúng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phát điện của thiết bị. Kết quả thử nghiệm cho thấy những tấm đệm mới có khả năng tạo ra 120KW/giờ điện tái tạo trong 1 giờ. Lượng điện do IPEG Pad tạo ra có thể được sử dụng cho chính đoàn tàu hoặc chuyển sang lưới điện thông thường. Cách bố trí này giúp nguồn năng lượng thu được không bị giới hạn trong một mục đích duy nhất, đồng thời mở rộng khả năng phục vụ hệ thống giao thông và điện lực. Dù quy mô thử nghiệm mới dừng ở 32 tấm đệm, kết quả vẫn cho thấy hạ tầng đường sắt có thể đảm nhiệm thêm vai trò sản xuất năng lượng.