Phát triển thành công máy phát điện dưới nước lấy cảm hứng từ tảo biển

Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Hàng hải Đại Liên cho biết, hiện nay, đang có nhiều khu vực ven biển lắp đặt mạng lưới cảm biến thu thập thông tin về dòng chảy, thủy triều và độ trong của nước để giúp tàu thuyền định hướng, đồng thời giám sát chất lượng nước. Những hệ thống này chủ yếu chạy bằng pin và thường xuyên phải thay pin, gây tốn thời gian và chi phí.

Do đó, nhằm giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu do chuyên gia Minyi Xu, Zhong Lin Wang tại Đại học Hàng hải Đại Liên dẫn đầu đã phát triển máy phát điện ma sát nano (TENG) lấy cảm hứng từ thực vật sống dưới đáy biển.

Mô hình máy phát điện TENG 

Chia sẻ về cảm hứng tạo nên mô hình máy phát điện mới, nhóm nghiên cứu cho biết, họ muốn bắt chước cách các nhánh tảo biển chuyển động để tích điện cho những bề mặt điện ma sát có thể uốn cong, biến chuyển động của sóng thành điện để cung cấp năng lượng cho các cảm biến biển.

TENG tận dụng hiệu ứng điện ma sát - hiện tượng điện tích tích tụ trong một vật liệu sau khi tách ra khỏi vật liệu khác mà nó đang tiếp xúc. Đây là nguyên nhân dẫn đến hiện tượng tĩnh điện khi chải tóc. 

Thiết bị của Đại học Hàng hải Đại Liên gồm một lớp bọt biển xốp, rỗ và mỏng kẹp giữa hai tấm vật liệu dày 38 - 76 mm làm từ hai loại polymer khác nhau. Các tấm polymer được phủ mực dẫn điện, trong khi bọt biển tạo khoảng trống không khí giữa chúng. Toàn bộ thiết bị được bọc lại bằng băng dính chống nước.

Được biết, khi TENG chuyển động qua lại, kể cả trong dòng chảy tương đối yếu, hai tấm polymer ép lớp bọt biển lại và tiếp xúc với nhau một cách ngắt quãng, tạo ra dòng điện. Trong các thử nghiệm ở bể sóng, nhiều TENG có thể được sử dụng cùng lúc để cung cấp điện liên tục cho các thiết bị như cảm biến môi trường biển, loại bỏ nhu cầu thay pin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí ACS Nano.