Nhà khoa học Trung Quốc tạo năng lượng sạch từ món đồ chơi cổ điển
Các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết bị có thể mở đường cho nguồn năng lượng sạch mới dựa trên nguyên lý hoạt động của món đồ chơi cổ điển.
Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc tạo ra thiết bị có thể mở đường cho nguồn năng lượng sạch mới - một động cơ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ thông qua quá trình bốc hơi nước.
Thiết bị này có thể chạy bằng 100ml nước làm nhiên liệu trong 50 giờ và tạo ra năng lượng đầu ra lên tới 100 volt, nhiều hơn đáng kể so với các nghiên cứu trước đây nhằm chuyển năng lượng bốc hơi thành điện năng.
Nhóm nhà khoa học Trung Quốc tạo ra động cơ có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ từ qua trình bốc hơi nước, mở đường cho nguồn năng lượng sạch mới. (Ảnh: SCMP)
Trong bài báo đăng trên tạp chí bình duyệt Device, nhóm nghiên cứu cho biết: “Năng lượng bốc hơi có thể bằng một nửa năng lượng mặt trời trên bề mặt Trái đất, mang đến cơ hội đáng kể về năng lượng tái tạo.
Sử dụng nguyên mẫu của máy phát điện, chúng tôi cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ như màn hình tinh thể lỏng (LCD), cảm biến nhiệt độ và máy tính trong điều kiện xung quanh sử dụng nước làm nhiên liệu”.
Nhóm nghiên cứu gồm các nhà khoa học của Đại học Công nghệ Hoa Nam ở Quảng Châu, Đại học Bách khoa Hong Kong và Đại học Thành phố Hong Kong.
Ý tưởng của họ được lấy cảm hứng từ "Con chim tự uống nước" - món đồ chơi khoa học cổ điển đội mũ liên tục nhúng vào ly nước nhờ nguyên lý nhiệt động lực học. Thiết bị này được phát minh bởi nhà hóa học người Mỹ Miles Sullivan vào những năm 1940.
Đồ chơi khoa học cổ điển "Con chim tự uống nước" dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học đơn giản. (Ảnh: SCMP)
Albert Einstein được cho là đã dành 3 tháng rưỡi để nghiên cứu nhưng không có kết quả. Giờ đây, chính cơ chế đằng sau món đồ chơi cổ điển này được tận dụng để tạo ra nguồn năng lượng tái tạo mới.
Con chim uống nước bao gồm 2 bóng thủy tinh nối với nhau bằng 1 ống thủy tinh dài, trong đó bóng phía dưới chứa chất lỏng có nhiệt độ sôi 40 độ C. Bóng thủy tinh trên gắn một "mỏ" được bọc bằng vật liệu giống như nỉ.
Để bắt đầu chuyển động uống nước, mỏ của con chim được nhúng vào một ly nước. Nước tiếp xúc với vải nỉ bắt đầu bốc hơi, làm cho đầu mát hơn phần đáy. Khi đầu của con chim nguội đi, hơi nước từ chất lỏng bên trong ống ngưng tụ lại, dẫn đến áp suất bên trong đầu giảm so với đáy.
Sự chênh lệch áp suất khiến chất lỏng ở đáy dâng lên về đầu. Khi phần đầu trở nên nặng hơn, nó sẽ nhúng đầu lại vào cốc nước. Sau khi nghiêng về phía trước, chất lỏng chảy ngược lại và con chim trở về vị trí thẳng đứng. Khi hơi nước tiếp tục bốc hơi ở đầu, con chim sẽ lắc lư và uống nước liên tục.
Lấy cảm hứng từ sự tò mò kéo dài hàng thập kỷ, nhóm nghiên cứu quyết định đưa phát minh này lên tầm cao mới bằng cách thu thập năng lượng cơ học ở cả hai bên của con chim. Để thực hiện điều này, họ lắp đặt hai mô-đun máy phát điện nano ma sát ở mỗi đầu.
“Chúng tôi sử dụng một động cơ nhiệt tự nhiên hoạt động bằng nguyên lý bốc hơi lấy cảm hứng từ đồ chơi chim uống nước để chuyển ẩn nhiệt bay hơi thành chuyển động tần số chậm, sau đó chuyển năng lượng cơ học thành điện năng thông qua máy phát điện nano ma sát chuyên dụng”, nhóm nghiên cứu cho hay.
Dẫn đầu nhóm nghiên cứu, Giáo sư Wang Zuankai của Đại học Bách khoa Hong Kong, cho biết nghiên cứu của họ mới là bước chứng minh cho một lý thuyết, nhóm hy vọng phát triển các thiết bị có thể chuyển đổi năng lượng bốc hơi nước thành năng lượng điện hiệu quả hơn.
"Chúng ta có thể xếp hàng chục mô hình chim uống nước mini được in 3D thành một tổ để tạo ra điện đồng thời", ông Wang nói.
Một cách khác, để con chim "uống nước" phải chiếu ánh sáng mặt trời vào bóng thủy tính phía sau, bóng thủy tình này có thể được phủ bằng vật liệu quang nhiệt. Giáo sư Wang cho biết, nhiệt từ ánh sáng mặt trời sẽ khiến chất lỏng bên trong bốc hơi và lại tạo ra hoạt động cơ học.
"Bằng cách này, chúng ta có thể chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành điện", ông nói. "Vì chất lỏng nằm bên trong ống nên nó sẽ không thất thoát trong quá trình bay hơi".
Ông Wang nói thêm rằng, nhóm nghiên cứu cũng có thể áp dụng một cấu trúc được phát triển trước đó vào ống của con chim để đẩy nhanh quá trình dịch chuyển chất lỏng nhằm tạo ra nhiều điện hơn.
Trung Quốc chạy thử thành công tàu đô thị dùng hydro đầu tiên trên thế giới
Đoàn tàu đô thị sử dụng năng lượng hydro đầu tiên trên thế giới đã hoàn thành cuộc thử nghiệm với tốc độ 160km/h ở Trung Quốc.
Chiếc đồng hồ cổ nhất còn hoạt động trên thế giới
Đồng hồ 1505 hình quả cầu nhỏ bằng đồng mạ vàng, là sự kết hợp giữa kỹ thuật của Đức và bản sắc phương Đông.
Bức ảnh gây tranh cãi "cõi mạng" Thổ Nhĩ Kỳ: Màu trắng dưới chân con lạc đà là gì?
Bức ảnh này đã lan truyền mạnh mẽ sau khi được đăng trên mạng xã hội Thổ Nhĩ Kỳ cách đây khá lâu. Người đăng ảnh tên là George Steinmetz - một nhiếp ảnh gia người Mỹ.
Kim cương chưa phải là vật liệu cứng nhất Trái đất
Kim cương có thể nén được thành một thứ còn rắn hơn nó và các nhà khoa học đã biết làm thế nào để có được vật liệu này.
Đồng hồ đo thời gian bằng bóng lăn thế kỷ 19
Khác với đồng hồ quả lắc phổ biến 200 năm trước, đồng hồ của nhà phát minh William Congreve đo thời gian bằng sự di chuyển của quả bóng nhỏ.
Khám phá khu vực "đen tối" rộng nhất thế giới ở Mỹ
Một khu vực rộng hơn 1 triệu ha tại Mỹ vừa được công nhận là nơi tối nhất để ngắm bầu trời đêm, với hy vọng diện tích này sẽ mở rộng thêm hơn 4 lần.
