Biến hành quân thành “điện năng”

Các kỹ sư tại Leeds đang phát triển một phương pháp thu động năng khi các chiến sĩ hành quân và sử dụng nguồn năng lượng này cho chính thiết bị của họ.

Hệ thống mới được thiết kế để chuyển hóa năng lượng từ chân thành năng lượng pin giúp quân nhân giảm 10kg vật dụng họ phải mang trên người.

Thiết bị này sẽ sử dụng đồ gốm và pha lê công nghệ cao như bộ chuyển đổi áp điện để có thể chuyển hóa áp lực cơ học thành điện năng.

Dự án này sẽ xem xét vị trí tốt nhất để đặt thiết bị “thu hoạch” năng lượng này, bao gồm dây của ba lô và quanh đầu gối để có thể thu được năng lượng nhưng đồng thời giảm thiểu sự va chạm khi chân cong xuống, các khớp dồn lại, hoặc khi giầy của các chiến sĩ dẫm xuống mặt đất.

Giáo sư Andrew Bell, Giám đốc Học viện nghiên cứu vật liệu tại Đại học Leeds, người chỉ đạo dự án nghiên cứu trị giá 1 triệu bảng này, cho biết: “Ngoài vấn đề về môi trường của việc sử dụng quá nhiều pin, thiết bị mới này giúp giảm trọng lượng vật dụng phải mang trên người của các chiến sĩ xuống 15%. Và công nghệ này có thể có rất nhiều các ứng dụng khác nữa”.

Dự án này được xây dựng để đáp ứng nhu cầu của những quân nhân đang thi hành nhiệm vụ tại Iraq và Afghanistan. Những ba lô nặng có thể hạn chế sự linh hoạt của một quân nhân và dẫn đến những vấn đề sức khỏe lâu dài.

Các nhóm quân đội thường mang theo thiết bị điện, bao gồm đèn pin, radio cá nhân, thiết bị liên lạc Bowman cùng một bộ thiết bị điện đề phòng.

Tổng trọng lượng các vật dụng một bộ binh phải mang trên người trong một cuộc tuần tra 6 tiếng đồng hồ vào khoảng 75kg, chỉ riêng pin đã chiếm đến 10kg. Những quân trang cần thiết như đạn dược và nước chiếm hầu hết phần còn lại.

Ý tưởng thu năng lượng tương tự đã từng được sử dụng trên ô tô trong một thời gian trong đó lực phanh được thu lại và sau đó được sử dụng để lái xe về phía trước. Tuy nhiên thu năng lượng từ sự đi lại của người luôn tỏ ra rất khó khăn do sự linh động và độ bề cần thiết của vật liệu, cùng thực tế rằng chu trình hay cách đi lại của mỗi người là khác nhau.

Giáo sư Bell cho biết nhóm nghiên cứu của ông thành công trong khi các dự án tương tự lại thất bại vì nghiên cứu của ông sử dụng một phương pháp tổng thể.

Ông cho biết: “Bằng cách sử dụng những vật liệu mới nhất kết hợp với việc quân tâm đến những khác biệt cá nhân trong cách đi lại, chúng tôi rất tự tin rằng nghiên cứu này sẽ thành công”.

Một phần quan trọng khác của dự án là tích hợp thiết bị radio để có thể tiết kiệm năng lượng. Dạng radio năng lượng thấp này sẽ chạy ở chế độ “chờ”, chỉ hoạt động ở công suất tối đa khi nhận một thông điệp quan trọng.

Dự án kéo dài 2 năm, bắt đầu từ tháng 9 năm nay, cũng có sự tham gia của các nhà kha học các đại học Bristol, Essex, Liverpool, Sheffield, Southampton và Cranfield. Dự án do Hội đồng nghiên cứu khoa học kỹ thuật và vật lý (EPSRC) và Phòng thí nghiệm khoa học và công nghệ phòng vệ (DSTL) tài trợ.

Dự án năng lượng động học do Leeds chỉ đạo là một phần của một chương trình nghiên cứu lớn hơn gọi là “quân nhân không cần pin”, do DSTL và EPSRC phân công, bao gồm nghiên cứu về chuyển hóa và dự trữ các nguồn năng lượng khác như năng lượng mặt trời hoặc nhiệt lượng của cơ thể.