Đột phá pin perovskite có thể chuyển đổi nước mưa thành điện năng

Một giọt mưa duy nhất có thể tạo ra hiệu điện thế 110 V, đủ để cung cấp năng lượng cho một thiết bị di động nhỏ.

Mặc dù công nghệ pin mặt trời đã có những bước tiến đáng kể, hiện tại chúng chỉ khai thác được một phần nhỏ năng lượng từ Mặt trời. Với hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao và chi phí thấp, vật liệu perovskite đang trở thành lựa chọn ưu việt. Tuy nhiên, độ tin cậy của loại pin này vẫn là một thách thức lớn.

Trời mưa luôn là ám ảnh đối với các hệ thống pin mặt trời.

Giờ đây, các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu Seville (ICMS) ở Tây Ban Nha đã phát triển một thiết bị lai dựa trên vật liệu perovskite có khả năng hoạt động hiệu quả trong cả điều kiện mưa và nắng. Sáng chế này hứa hẹn sẽ khắc phục những hạn chế của pin mặt trời truyền thống, đặc biệt là trong những ngày nhiều mây.

Sáng chế mới tại ICMS không chỉ giúp pin mặt trời perovskite hoạt động hiệu quả hơn mà còn giải quyết vấn đề này, từ đó thúc đẩy việc triển khai Internet vạn vật (IoT) và các cảm biến ngoài trời phục vụ giám sát môi trường.

Để thực hiện, nhóm nghiên cứu đã phát triển một lớp màng mỏng, dày chỉ khoảng 100 nanomet, thông qua công nghệ plasma. Lớp màng này không chỉ bảo vệ cấu trúc hóa học của tế bào perovskite mà còn tăng khả năng hấp thụ ánh sáng. Đặc biệt, nó còn hoạt động như một bề mặt ma sát điện, có khả năng chuyển đổi động năng từ giọt mưa thành năng lượng điện. Trong các thí nghiệm, một giọt mưa duy nhất đã tạo ra hiệu điện thế lên đến 110 V, đủ để cung cấp năng lượng cho một thiết bị di động nhỏ.

Nhưng công nghệ mới từ ICMS sẽ giải quyết một phần nỗi lo này.

Carmen Lopez, một nhà nghiên cứu tại ICMS, cho biết: “Công trình nghiên cứu của chúng tôi đề xuất một giải pháp tiên tiến kết hợp công nghệ quang điện pin mặt trời perovskite với máy phát điện nano ma sát tĩnh điện, chứng minh tính khả thi của việc triển khai cả hai hệ thống thu năng lượng”.

Thiết bị này không chỉ hữu ích cho các ứng dụng IoT mà còn có thể cung cấp năng lượng cho nhiều loại thiết bị khác, như mạch LED, ngay cả khi ngâm trong nước. Nó cũng giúp các tấm pin mặt trời perovskite chống chịu tốt hơn với sự biến động về nhiệt độ và độ ẩm.

Nghiên cứu này mở ra cơ hội mới cho việc cung cấp năng lượng cho các cảm biến ngoài trời, đặc biệt là trong các công trình kiến trúc lớn như cầu, cũng như cho các cảm biến môi trường phục vụ dự báo thời tiết và nông nghiệp chính xác. Ngành công nghiệp IoT cũng được kỳ vọng sẽ hưởng lợi từ những tiến bộ này.