Cú sốc biến gỗ thành "pin nhiệt" khổng lồ, phát điện xuyên đêm không cần mặt trời

Tìm ra bí mật bên trong thớ gỗ có thể "nuốt" ánh sáng mặt trời để phát điện vào ban đêm.

Các nhà khoa học vừa tạo ra một loại gỗ kỹ thuật đặc biệt có khả năng "nhốt" ánh sáng mặt trời vào bên trong cấu trúc nano, cho phép các thiết bị điện hoạt động bình thường ngay cả khi màn đêm buông xuống. Đây được xem là lời giải cho bài toán nan giải nhất của ngành năng lượng tái tạo suốt hàng thập kỷ qua.

Chế tạo thành công gỗ kỹ thuật phát điện không cần nắng.

Từ lâu, năng lượng mặt trời từ lâu đã bị coi là "nguồn điện phụ thuộc thời tiết". Khi tắt nắng, mọi hoạt động thu hoạch năng lượng gần như đình trệ nếu không có các hệ thống lưu trữ đắt đỏ. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials đã thay đổi hoàn toàn cuộc chơi khi biến gỗ balsa – loại gỗ siêu nhẹ – thành một hệ thống thu hoạch và lưu trữ năng lượng "tất cả trong một".

Thay vì xếp chồng nhiều lớp vật liệu cồng kềnh như các hệ thống truyền thống, các nhà nghiên cứu đã can thiệp trực tiếp vào cấu trúc bên trong của gỗ. Sau khi loại bỏ lignin (thành phần tạo độ cứng nhưng cản trở hấp thụ ánh sáng), thớ gỗ trở thành một miếng bọt biển siêu xốp.

Điểm mấu chốt nằm ở việc phủ lên các kênh dẫn siêu nhỏ này một lớp phosphorene đen và hạt nano bạc. Sự kết hợp này giúp miếng gỗ hấp thụ đến 91,27% ánh sáng mặt trời, chuyển hóa chúng thành nhiệt năng và lưu trữ lại nhờ một loại axit sinh học đặc biệt. Khi mặt trời lặn, lượng nhiệt tích trữ này sẽ được giải phóng từ từ, duy trì hoạt động cho các máy phát điện nhiệt điện để tạo ra dòng điện liên tục.

Ảnh minh họa.

Không chỉ dừng lại ở việc phát điện, loại gỗ kỹ thuật này còn được trang bị những đặc tính "siêu việt" để chống chọi với môi trường khắc nghiệt:

- Siêu chống thấm: Với góc tiếp xúc 153 độ, nước mưa sẽ ngay lập tức lăn khỏi bề mặt, ngăn chặn tình trạng ẩm mốc.

- Tự dập lửa: Khác với gỗ tự nhiên, vật liệu này có khả năng tự tắt lửa trong vòng chưa đầy 2 phút nhờ lớp phủ bảo vệ thông minh.

- Kháng khuẩn tuyệt đối: Ngăn chặn vi khuẩn và bụi bẩn bám trụ làm giảm hiệu suất hấp thụ ánh sáng.

Thành công của dự án này mở ra tiềm năng ứng dụng khổng lồ. Không còn xa vời, chúng ta có thể sớm thấy những tấm pin mặt trời làm từ gỗ bọc quanh các tòa nhà, hoặc các hệ thống điện nhỏ gọn cho những khu vực vùng sâu vùng xa – nơi độ tin cậy của nguồn điện vào ban đêm là ưu tiên hàng đầu.

Đây không chỉ là một bước tiến về hiệu suất, mà còn là minh chứng cho việc sử dụng vật liệu sinh học thân thiện với môi trường để giải quyết các thách thức công nghệ lớn nhất hiện nay.