Tạo ra điện từ giấy vụn

Tại Nhật Bản, các kỹ sư của tập đoàn điện tử Sony đã thử nghiệm một cách tạo điện khá bất ngờ, sử dụng giấy vụn làm nguồn nguyên liệu chính. Công nghệ này được giới thiệu tại Hội chợ các sản phẩm vì môi trường tổ chức ở thủ đô Tokyo, nơi Sony trình bày nhiều hướng phát triển thân thiện hơn với môi trường. Thay vì dùng những vật liệu quen thuộc trong pin thông thường, nhóm nghiên cứu tìm cách khai thác năng lượng ẩn trong loại giấy tưởng như chỉ còn giá trị tái chế. Sony đã mời một số em nhỏ trực tiếp tham gia thí nghiệm, biến hoạt động giới thiệu công nghệ thành trải nghiệm dễ hiểu và gần gũi. Các em cho giấy vụn vào một hỗn hợp gồm nước cùng một số loại enzyme, sau đó lắc đều và chờ khoảng vài phút. Khi quá trình xử lý diễn ra, hỗn hợp bắt đầu sản sinh dòng điện đủ cung cấp năng lượng cho một chiếc quạt điện nhỏ hoạt động. Màn trình diễn cho thấy giấy vụn không chỉ có thể được thu gom, phân loại hoặc tái chế thành sản phẩm mới, mà còn có khả năng tham gia vào một quy trình tạo năng lượng. Tuy nhiên, lượng điện thu được trong thí nghiệm vẫn khá khiêm tốn, chỉ phù hợp với thiết bị nhỏ và thời gian sử dụng hạn chế. Hình ảnh các em nhỏ thực hiện thí nghiệm cũng giúp công chúng hình dung rõ hơn về tiềm năng, đồng thời nhận thấy những giới hạn hiện tại của công nghệ. Ông Chisato Kitsukawa, người phụ trách quan hệ công chúng của Sony, cho biết cơ chế này tương tự cách một con mọt tạo năng lượng từ thức ăn của nó. Cách ví von ấy xuất phát từ khả năng phân giải vật liệu có nguồn gốc thực vật, trong đó giấy chứa những thành phần có thể bị enzyme phân cắt. Nhờ mô phỏng một quy trình sinh học, Sony muốn phát triển loại pin tận dụng các nguyên liệu phổ biến mà không phụ thuộc vào kim loại hoặc hóa chất độc hại. Công nghệ mới được Sony giới thiệu lần đầu, nằm trong công trình nghiên cứu và chế tạo loại “pin sinh học” của tập đoàn Nhật Bản. Trong hệ thống này, các enzyme ban đầu phá vỡ những liên kết cấu tạo nên giấy vụn, biến vật liệu ban đầu thành những thành phần dễ tiếp tục xử lý. Sau đó, một nhóm enzyme khác tác động lên các sản phẩm thu được, đảm nhiệm việc cung cấp hydro ion cùng electron cho quá trình phát điện. Các electron được tạo ra sẽ di chuyển quanh một quỹ đạo trong hệ thống, qua đó hình thành dòng điện có thể khai thác cho thiết bị phù hợp. Trong khi đó, các hydro ion kết hợp với những phân tử oxygen, tạo thành nước như một sản phẩm của quá trình phản ứng. Mô tả này cho thấy thiết bị không đốt giấy để lấy nhiệt, mà dùng phản ứng enzyme để giải phóng và điều phối các hạt mang điện. Theo ông Chisato Kitsukawa, pin sinh học được xem là hướng phát triển thân thiện với môi trường bởi thiết kế này không sử dụng kim loại và các hóa chất độc hại. Nếu tiếp tục được cải tiến, công nghệ có thể mở ra cách tận dụng một phần giấy bỏ đi, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào một số vật liệu thường xuất hiện trong pin. Dù vậy, lợi ích môi trường vẫn cần được đánh giá cùng hiệu suất thực tế, độ bền và khả năng triển khai ở quy mô lớn. Sony thừa nhận công nghệ còn cần khá nhiều thời gian trước khi có thể đi vào sản xuất đại trà, vì khả năng cung cấp điện hiện vẫn thấp. Nguồn điện từ giấy vụn chưa đủ đáp ứng những thiết bị lớn hơn hoặc hoạt động trong thời gian dài, nên chưa thể thay thế các loại pin phổ biến hiện nay. Thí nghiệm tại Tokyo vì thế nên được xem như bước trình diễn đầy triển vọng trong nghiên cứu pin sinh học, chưa phải một sản phẩm thương mại sẵn sàng phục vụ đời sống.