Tag Archives: năng lượng

Con người làm máy sạc

Người dùng điện thoại thông minh sắp không còn phải lo lắng về việc làm thế nào để sạc pin điện thoại bởi các nhà khoa học Mỹ đã tạo ra một máy phát bằng nano có khả năng chuyển những vận động có tính cơ chế của con người thành năng lượng.

Thiết bị này được các nhà khoa học ở Học viện công nghệ Georgia, Mỹ – một trong những trường đại học nghiên cứu hàng đầu tại Mỹ chế tạo ra. Theo các nhà khoa học, thiết bị này không chỉ để làm máy sạc cho điện thoại di động mà còn được dùng cho nhiều mục đích hơn thế.

Nguồn năng lượng thông thường, sản sinh ra trong quá trình vận động và thở, theo lý thuyết có thể “sạc” cho thiết bị cấy ghép hoặc thiết bị chữa bệnh.

Người dùng điện thoại thông minh sắp không phải lo lắng về việc sạc pin điện thoại.
Người dùng điện thoại thông minh sắp không phải lo lắng về việc sạc pin điện thoại.

Song Lin Wang, giáo sư ngành vật liệu dẫn của Viện công nghệ đã nghiên cứu vấn đề này nhiều năm nay. Ông rất chú ý tới các loại vật liệu điện áp, có khả năng tạo ra dòng điện dưới tác động của những lực có tính cơ chế. Ông đã chuyển những loại vật liệu này lên mức nano và thu được những thành công bất ngờ.

Máy phát nano của Wang có thể biến đổi được từ 10 đến 15% các vận động có tính cơ chế thành điện. Trong tương lai, con số này có thể là 40%.

Máy phát có kích cỡ chỉ bằng móng tay, có thể tạo ra khoảng 8Mw năng lượng điện, đủ để làm một máy trợ tim hoạt động. Máy phát có kích cỡ 5×5 có thể đốt sáng 600 diot điện trong 1 lần hoặc nạp điện cho điện thoại thông minh.

“Tôi thực sự ấn tượng bởi hiệu suất của thiết bị này. Các vật liệu thông minh khác chưa bao giờ có thể tạo ra được đủ năng lượng để đưa vào ứng dụng thực tiễn” - Shashanka Priya, giám đốc Trung tâm vật liệu và hệ thống tích điện thuộc Viện bách khoa Georgia nói.

“Cần phải đưa công nghệ này vào cuộc sống, chứ không phải chỉ để nó ở trong phòng thí nghiệm” - Yangu Lee, giáo sư ngành kỹ sư cơ khí thuộc đại học Washington, Seatle nói.

Theo Báo Đất Việt

Đèn trọng lực

Hiện trên thế giới còn khoảng 1,5 tỉ người phải thắp sáng bằng đèn dầu hỏa, vừa dễ gây cháy vừa không thân thiện môi trường.

Đèn trọng lực

Theo nghiên cứu mới đây từ Đại học California Berkeley và Illinois (Mỹ) thì đèn dầu hỏa gây nguy hại cho môi trường nghiêm trọng hơn những gì chúng ta nghĩ. Trong nỗ lực thay thế, nhóm các nhà khoa học đã sáng chế đèn LED có tên gọi GravityLight. Năng lượng cung cấp cho đèn là miễn phí vì nó có sẵn trên khắp hành tinh, đó là trọng lực.

Continue reading

Cây nhân tạo cung cấp năng lượng và môi trường xanh

Hiện nay năng lượng thế giới vẫn còn phụ thuộc đến 80% vào nhiên liệu hoá thạch. Trong khi đó sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sẽ làm sinh ra khí carbon dioxide (CO2) – khí nhà kính mà các nhà khoa học tin là yếu tố chính gây thay đổi khí hậu toàn cầu. Nhưng hiện tượng thay đổi khí hậu có thể kiểm soát được bằng những cây hấp thu nhiều CO2.

Với đà tăng nhanh dân số, công nghiệp hóa và không gian cho cây xanh ngày càng thu hẹp, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm những giải pháp thay thế tối ưu nhất.

Giáo sư địa, vật lý Mỹ Klaus Lackner có ý tưởng táo bạo tạo ra cây tổng hợp mô phỏng cây xanh tự nhiên và hấp thu CO2 trong không khí thông qua hệ thống lọc. Cảm hứng từ phát kiến của giáo sư Lackner, một số sáng kiến công nghệ đang lần lượt xuất hiện.

Trong nỗ lực mô phỏng tự nhiên, những cây xanh nhân tạo này cung cấp năng lượng bền vững. Nhưng so với cây tự nhiên, cây nhân tạo dễ bảo dưỡng hơn, không đòi hỏi xén tỉa thường xuyên và có thể di chuyển đến bất cứ nơi đâu theo yêu cầu môi trường. Ngoài ra, cây nhân tạo phát triển trong mọi điều kiện thời tiết, không cần đến nước tưới, chăm sóc, gieo trồng…

Tuy nhiên, phần lớn được làm bằng chất dẻo mà không có nguyên liệu tự nhiên nên gặp khó khăn trong xử lý thải bỏ – đó là khiếm khuyết lớn nhất so với cây tự nhiên. Mặt khác, việc lắp đặt cây nhân tạo và khả năng chuyển đổi CO2 tùy thuộc nhiều vào công nghệ và có lẽ đòi hỏi sự đầu tư tiền bạc khá nhiều. Dưới đây là một số dự án phát triển mở đường cho tương lai năng lượng sạch và môi trường xanh

1. Urban Field

Thiết kế đầy chất sáng tạo của Anthony DiMari được vào chung kết cuộc thi SHIFTboston. Dự án bao gồm một cánh đồng nhỏ cây nhân tạo khai thác năng lượng gió để thắp sáng những bóng đèn LED về đêm.

2. Cây ánh sáng

Những cây đèn đường sử dụng năng lượng mặt trời này là thiết kế của Omar Ivan Huerta Cardoso. Chúng được bao bọc bởi một số pin mặt trời cung cấp năng lượng cho đèn LED ở phần gốc cây. Toàn bộ khoang bên trong cây chứa đầy nước làm phân tán ánh sáng bên trong để tạo nên sắc màu rực rỡ về đêm.

3. Cây Mặt trời

Thiết kế của Mattew Seibert. Cây khai thác năng lượng gió và mặt trời, sau đó tích trữ trong bình điện cung cấp năng lượng sử dụng trong hộ gia đình thông qua hệ thống dây dẫn. Cây có khả năng chống chọi với mọi điều kiện thời tiết, cao từ 15 đến 22m – độ cao thích hợp để khai thác ánh sáng mặt trời trực tiếp và sức gió mạnh. Cây được làm bằng chất dẻo và thép không gỉ.

4. Cây nhân tạo

Thiết kế công nghệ cao của công ty Solar Botanic, cây nhân tạo khai thác năng lượng mặt trời, gió và mưa. Mỗi cây chiếm diện tích khoảng 6m2, đủ cung cấp điện năng cho một căn hộ gia đình. Yếu tố chính của công nghệ này là “Nanoleaf” (lá nhân tạo nano) gồm các pin mặt trời và nhiệt để khai thác năng lượng mặt trời. Hơn nữa, các nhánh cây cũng sinh ra điện khi đung đưa trước gió.

5. Cây Mặt trời của Nissan

Thiết kế của Công ty Nissan dành cho thành phố không khí thải năm 2030. Công nghệ được giới thiệu tại Triển lãm công nghệ CEATEC 2010. Cây được trang bị những tấm panel mặt trời hướng theo ánh nắng để khai thác năng lượng tự nhiên tối đa.

6. Cây Đèn đường nhân tạo

Cây Mặt trời hấp thu năng lượng vào ban ngày và thắp sáng vào ban đêm là thiết kế của Vinaccia Integral Design. Cây có 6 nhánh, mỗi nhánh đều được trang bị pin mặt trời sinh ra điện năng sạch 100W.

Theo CAND

Sử dụng năng lượng hiệu quả tiết kiệm 21 triệu đôla Mỹ mỗi năm

Sử dụng năng lượng hiệu quả đã giúp Đại học UC, Hoa Kỳ, tiết kiệm mỗi năm khoảng 21 triệu đô-la Mỹ

Đại học UC, Hoa kỳ, đã vinh dự nhận được 50 chứng nhận LEED, nhiều nhất trong tất cả các trường Đại học khác ở Hoa kỳ. Chứng nhận LEED được trao tặng cho trường Đại học UC, Hoa Kỳ, như là một sự công nhận của việc sử dụng năng lượng hiệu quả.

Nhưng hầu hết các tòa nhà trong khuôn viên trường UC được xây dựng khá lâu và được bảo tồn tốt, trước khi có sự xuất hiện của các tiêu chuẩn LEED xanh. Nhà trường đã làm tốt công việc gìn giữ và xây dựng cơ sở hạ tầng như: như sửa chữa đường ống hơi nước bị rò rỉ, cải tiến hệ thống điều hòa không khí, để chắc chắn rằng chúng sẽ không hoạt động vào mùa đông và thay các bóng đèn sợi đốt bằng các bóng đèn tiết kiệm điện loại mới nhất trong công nghệ chiếu sáng.

Tiết kiệm năng lượng

Cải tiến việc điều khiển đèn chiếu sáng ở Đại học UC Davis, Hoa Kỳ, trong “Chương trình chiếu sáng thông minh“, là một trong những cách , mà trường Đại học UC đang thực hiện nhằm tiết kiệm năng lượng và sử dụng đèn chiếu sáng theo cách hiệu quả hơn trong các tòa nhà hiện có.

Kể từ tháng Giêng năm 2009, có khoảng 400 dự án đã bắt đầu được thực hiện tại 10 cơ sở đào tạo Đại học California, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng của các tòa nhà, một số trường hợp sử dụng chính công nghệ được phát triển bởi các nhà nghiên cứu làm việc tại Đại học UC. Mục tiêu của họ: Cắt giảm năng lượng sử dụng, cắt giảm chi phí và lượng khí thải đến năm 2014, vẫn ở mức của năm 2000.

Continue reading

Đêm: Nhà máy năng lượng mặt trời phát điện!

Nhà máy điện năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới có khả năng sản sinh ra điện vào ban đêm đã được xây dựng xong tại Tây Ban Nha vào tháng trước.

Theo tờ Daily Mail, nhà máy điện Gemasolar gần Seville, miền nam Tây Ban Nha trông giống như một công trình nghệ thuật khổng lồ với kiểu cấu trúc tròn, đối xứng. Tuy nhiên, đây thực tế là nhà máy năng lượng mặt trời đầu tiên trên thế giới có khả năng tạo ra điện vào ban đêm.

Continue reading

Đèn đường thông minh tiết kiệm 80% năng lượng

 

Trường Đại học kỹ thuật Delft (Delft University of Technology, TU Delft) Hà Lan đang thử nghiệm một hệ thống thắp sáng đường phố thông minh trong khuôn viên trường, sử dụng ít hơn 80% lượng điện mà hệ thống hiện tại đang tiêu thụ và cũng rẻ hơn cho dịch vụ bảo trì.

Hệ thống này gồm các đèn đường với ánh sáng LED, các cảm biến chuyển động và hệ giao tiếp không dây. Kỹ thuật này cho phép làm mờ các đèn đường khi không có xe cộ và người qua lại. Các giao nối không dây giữa các đèn đường và một phòng điều khiển là hoàn toàn khả thi. Hệ thống đèn được phát triển bởi một cựu sinh viên của trường, Chintan Shah, người đã dành đạt giải nhất một cuộc thi Quản lý Kỹ thuật năm 2010 với nghiên cứu này để cải thiện sự hiệu quả năng lượng ở khuôn viên trường đại học.

Tiết kiệm 80% điện năng

Nước Hà Lan phải chi trả 300 triệu euro mỗi năm cho việc tiêu thụ điện năng thắp sáng đường phố. Mạng lưới đèn đường cũng thải ra 1,6 triệu tấn CO­ mỗi năm. Đèn đường phải luôn ở mức phát sáng cực đại, cho dù không có người ở khu vực đó. So sánh với hệ thống đèn đường hiện tại, hệ thống thông minh của Chintan Shah có thể làm giảm lượng tiêu thụ điện và khí CO2 lên đến 80%, cũng tốn rất ít chi phí để bảo trì và có thể giúp giải quyết các vấn đề ô nhiễm ánh sáng.

Hệ thống chiếu sáng đường thông minh trong khuôn viên trường Delft
Hệ thống chiếu sáng đường thông minh trong khuôn viên trường Delft

Vòng chiếu sáng an toàn

Hệ thống của Shah với cấu tạo thiết bị điện có thể chiếu ánh sáng mờ. Hệ thống này bao gồm đèn đường ánh sáng LED, các cảm biến chuyển động và thiết bị giao tiếp không dây. Nhìn thoáng qua, nó nhìn giống loại đèn sử dụng rộng rãi trong các khu vườn gia đình nhưng có gắn một cảm biến chuyển động. Ở hệ thống này, các đèn xung quanh sẽ sáng nếu có bất kỳ vật hay người đến gần. Và ánh sáng không tắt hoàn toàn; chúng sẽ giữ độ sáng khoảng 20% so với năng lượng chiếu sáng tiêu chuẩn. Khi có người đi vào “vòng tròn an toàn” (safe circle) của đèn thì nó sẽ phát sáng mạnh lên. Một tiện ích nữa là các đèn sẽ tự động thông báo lỗi đến phòng điều khiển. Điều này giúp làm chi phí bảo dưỡng rẻ hơn và hiệu quả hơn hiện nay.

Giới thiệu ra thị trường

Mục đích của chương trình thử nghiệm này là kiểm tra toàn diện và hoàn thiện hệ thống, để tránh, ví dụ sự rung lắc va quệt của cành cây hoặc động vật đi qua khỏi bật đèn sang chế độ sáng mạnh. Shah đang bàn bạc với công ty Tvilight để giới thiệu hệ thống này ra thị trường, và nó có thể đem lại lợi nhuận cho anh từ 3 đến 5 năm. Shah nói: “Kỹ thuật này có nhiều điểm khác với các thiết bị hiện có của công ty khác, và kỹ thuật đã được cấp bằng sáng chế.” TU Delft cũng đang mong ngóng muốn biết kết quả của cuộc thử nghiệm. Giáo sư về năng lượng gió, Gijs van Kuik, một người rất tích cực trong các hoạt động nhằm làm cho môi trường khuôn viên trường trở nên bền vững hơn cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng vì phát kiến này. Đây là một phát minh đầy hứa hẹn để tiết kiệm cho việc thắp sáng đường phố.”

Phát minh của Chintan Shah đã đạt giải thưởng trong cuộc thi Campus Energy Challenge, một cuộc thi dành cho sinh viên với ý tưởng cải thiện hiệu quả sử dụng điện ở trường đại học. Cuộc thi được khởi xướng bởi tổ chức Delft Energy Intiative. Đây là nguồn động lực cho nghiên cứu năng lượng và giáo dục ở Đại học Delft. Nó cũng giúp thúc đẩy nhiều dự án về lĩnh vực năng lượng.

Trần Mạnh Hào (Theo Sciencedaily)

Lớp phủ Graphene trên cảm biến đóng vai trò như máy phát điện tí hon

Các nhà nghiên cứu tại Viện bách khoa Rensselaer, Hoa Kỳ, đã phát triển phương pháp mới để thu hoạch năng lượng từ dòng nước chảy. Phát hiện này nhằm mục đích đẩy nhanh việc tạo ra các vi cảm tự cấp nguồn cho hoạt động thăm dò dầu khí chính xác hơn và ít tốn kém và hiệu quả hơn.

Dưới sự dẫn dắt của giáo sư Nikhil Koratkar làm việc tại Viện bách khoa Rensselaer, Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu điều tra cách thức luồng nước chảy trên bề mặt phủ một lớp graphene vật liệu nano có thể tạo ra một lượng điện nhỏ. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra 85 nanowatts năng lượng từ một tấm graphene với chiều dài 0,03mm, và chiều rộng 0,015mm.

Lớp phủ Graphene vật liệu nano trên thiết bị cảm biến, cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện.
Lớp phủ Graphene vật liệu nano trên thiết bị cảm biến,
cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện.

Lượng năng lượng này có đủ để vận hành cảm biến điện nhỏ được đặt vào nước hoặc các chất lỏng khác và bơm xuống giếng dầu tiềm năng, theo Koratkar. Khi cảm biến di chuyển, đồng thời nước cũng sẽ được tiêm qua các vết nứt xuất hiện tự nhiên và các đường nứt sâu trong lòng đất, các thiết bị cảm biến phát hiện sự hiện diện của hydrocarbon và giúp phát hiện ra túi ẩn (của dầu và khí tự nhiên). Khi nước chảy qua thiết bị cảm biến phủ graphene, lớp phủ này sẽ hoạt động như một máy phát điện nano để cung cấp nguồn điện cần thiết duy trì hoạt động của cảm biến. Nguồn năng lượng này cần thiết giúp các cảm biến thu thập dữ liệu và chuyển tiếp thông tin trở lại mặt đất.

Không thể cung cấp năng lượng cho các vi cảm biến này bằng loại pin thông thường, bởi thiết bị cảm biến quá nhỏ. Cho nên, chúng ta tạo ra lớp phủ graphene vật liệu nano trên thiết bị cảm biến, cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện,” theo Koratkar, giáo sư trong phân ban cơ khí, ngành hàng không vũ trụ, và kỹ thuật hạt nhân và phân ban khoa học vật liệu và Kỹ thuật, trường Kỹ thuật Rensselaer. “Trong khi ảnh hưởng tương tự đã được theo dõi cho ống nano carbon, thì đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên với lớp phủ graphene vật liệu nano. Lớp phủ graphene vật liệu nano có khả năng tạo ra lượng năng lượng ít nhất là dưới dạng luỹ thừa 10 nhiều hơn so với ống nano carbon. Hơn nữa, lợi thế của lớp phủ graphene vật liệu nano là tính linh hoạt, có thể quấn quanh hầu hết các hình học hay hình dạng bất kỳ.”

Thông tin chi tiết của nghiên cứu có tựa đề “Thu hoạch năng lượng từ dòng nước dựa trên Graphene“, được xuất bản trực tuyến tuần trước trên tạp chí Nano Letters.

Đây cũng là đề tài nghiên cứu đầu tiên được tài trợ 1 triệu đô-la Mỹ để thưởng cho nhóm nghiên cứu của Koratkar vào tháng 3 năm 2010 bởi Hiệp hội năng lượng ứng dụng.

Thăm dò Hydrocarbon là một quá trình đắt tiền có liên quan đến việc khoan sâu xuống trong lòng đất để phát hiện sự hiện diện của dầu hoặc khí tự nhiên. Koratkar cho biết, các công ty dầu và khí đốt sẽ tăng cường thêm tính hiệu quả của quá trình này bằng cách gửi một số lượng lớn các bộ vi cảm biến hoặc có kích thước nano vào các giếng khoan mới và hiện có. Những cảm biến sẽ đi sâu vào lòng đất, chúng được vận chuyển bằng áp lực nước bơm vào các giếng, và vào mạng lưới các vết nứt vốn tồn tại bên dưới mặt đất. Công ty dầu mỏ sẽ không còn bị giới hạn để thăm dò theo chiều dọc, và dữ liệu thu thập từ cảm biến sẽ là cánh tay đắc lực của các công ty, cung cấp nhiều thông tin chính xác hơn cho việc ra quyết định chọn địa điểm tốt nhất để khoan.

Phát hiện của nhóm nghiên cứu là một giải pháp tiềm năng cho một thách thức quan trọng để thực hiện những vi cảm biến tự hành, và tự cấp nguồn. Bằng cách bao phủ các vi cảm với một lớp phủ graphene, cảm biến có thể thu hoạch năng lượng nhờ vào dòng nước chảy qua lớp phủ.

Chúng tôi sẽ bọc lớp phủ graphene xung quanh cảm biến, và nó sẽ hoạt động như một lớp da thông minh phục vụ như một máy phát điện tí hon” , theo Koratkar.

Graphene là một tấm đơn nguyên tử dày của các nguyên tử carbon, được bố trí giống như một hàng rào liên kết chuỗi. Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu của Koratkar sử dụng graphene đã được phát triển bằng cách lắng đọng hơi hóa chất trên một chất nền đồng và chuyển lên silicon dioxide. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một hệ thống dòng chảy trong đường hầm thí nghiệm để kiểm tra khả năng tạo ra điện năng khi dòng nước chảy qua lớp phủ graphene ở các tốc độ khác nhau.

Continue reading