Phát hiện đột phá về công nghệ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm

Nguồn ảnh: KhoaHoc.tv

Với việc chứng minh có thể sản xuất điện Mặt trời vào ban đêm, các nhà khoa học Australia đã đạt được bước đột phá về công nghệ năng lượng tái tạo.

Trong nghiên cứu đăng tải trên ACS Photonics ngày 17/5, nhóm chuyên gia thuộc từ Đại học New South Wales (UNSW) khẳng định phát hiện này là bước đầu tiên trong việc tạo ra các thiết bị hiệu quả hơn có thể thu được năng lượng ở qui mô lớn hơn nhiều.

Các nhà khoa học Australia đã chứng minh có thể sản xuất điện Mặt trời vào ban đêm. (Ảnh minh hoạ: Getty Images)

Các nhà nghiên cứu cho biết bức xạ nhiệt hồng ngoại có thể được sử dụng để tạo ra điện ngay cả sau khi Mặt trời lặn, và điều này cho phép họ phát triển một thiết bị bán dẫn gọi là đi-ốt bức xạ nhiệt có thể tạo ra điện năng từ bức xạ ánh sáng hồng ngoại.

Trưởng nhóm nghiên cứu, phó Giáo sư Ned Ekins-Daukes cho biết: “Sử dụng các camera chụp ảnh nhiệt, ta thấy có rất nhiều bức xạ vào ban đêm, tuy nhiên chỉ là bước sóng hồng ngoại không nhìn thấy được”.

Thiết bị đi-ốt bức xạ nhiệt, tổng hợp từ các vật liệu có trong các thiết bị nhìn đêm, có thể thu được bức xạ nhiệt hồng ngoại và chuyển thành điện năng.

Phó Giáo sư Ekins-Daukes cho biết năng lượng Mặt trời truyền đến Trái Đất vào ban ngày sẽ phản xạ trở lại vũ trụ với cùng bức xạ năng lượng dưới dạng ánh sáng hồng ngoại vào ban đêm. Thiết bị đi-ốt bức xạ nhiệt sẽ giúp thu được bức xạ nhiệt hồng ngoại này để sản xuất ra điện năng.

Theo đúng cách mà pin Mặt trời có thể tạo ra điện từ năng lượng Mặt trời, đi-ốt bức xạ nhiệt tạo ra điện bằng cách phát ra ánh sáng hồng ngoại vào môi trường lạnh hơn. Trong cả 2 trường hợp, sự khác biệt nhiệt độ là điều giúp tạo ra điện.

Nghiên cứu cho thấy đi-ốt bức xạ nhiệt tạo ra điện năng rõ ràng mặc dù với lượng rất nhỏ, ít hơn 100.000 lần so với lượng điện do pin Mặt trời tạo ra.

Nhà khoa học Michael Nielsen, thành viên nhóm nghiên cứu, cho rằng bằng kiến thức trong thiết kế và tối ưu hóa pin mặt trời cùng việc vay mượn vật liệu từ cộng đồng cảm biến quang giữa hồng ngoại hiện nay, các nhà khoa học hy vọng sớm thực hiện ước mơ tạo ra điện Mặt trời vào ban đêm.

Một nhóm nhà khoa học tại Đại học New South Wales (UNSW), Australia vừa công bố bước tiến mới trong việc khai thác năng lượng Mặt trời vào ban đêm trên tạp chí ACS Photonics ngày 17/5. Nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công một thiết bị bán dẫn mang tên đi-ốt bức xạ nhiệt, có khả năng chuyển đổi bức xạ ánh sáng hồng ngoại thành dòng điện sau khi Mặt trời lặn. Theo Phó Giáo sư Ned Ekins-Daukes, nguồn năng lượng Trái Đất hấp thụ vào ban ngày sẽ phát ngược lại không gian dưới dạng ánh sáng hồng ngoại vào ban đêm. Tương tự cơ chế của pin quang điện truyền thống, đi-ốt bức xạ nhiệt tạo ra điện năng nhờ sự chênh lệch nhiệt độ khi phát ánh sáng hồng ngoại vào môi trường lạnh hơn. Thiết bị này tận dụng vật liệu chế tạo tương tự các thấu kính nhìn đêm để thu nhận những bước sóng nhiệt vô hình. Dù mức sản lượng điện hiện tại vẫn còn rất khiêm tốn, thấp hơn khoảng 100.000 lần so với pin Mặt trời thông thường, thử nghiệm đã chứng minh tính khả thi về mặt vật lý của công nghệ. Nhà khoa học Michael Nielsen nhận định việc tối ưu hóa cấu trúc pin và ứng dụng vật liệu cảm biến quang giữa hồng ngoại sẽ mở đường cho các thiết bị quy mô lớn hơn trong tương lai. Phát hiện này đặt nền móng quan trọng nhằm giải quyết bài toán gián đoạn nguồn phát của ngành năng lượng tái tạo.