Việt Nam Nghiên Cứu Thành Công Công Nghệ Phát Điện Ma Sát, Mở Ra Hướng Năng Lượng Xanh
Trong bối cảnh toàn cầu đang đẩy mạnh chuyển dịch sang năng lượng tái tạo, công nghệ phát điện ma sát (TENGs) đã nổi lên như một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn, thu hút sự quan tâm của nhiều nhóm khoa học quốc tế. Tại Việt Nam, các nhà nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm) đã chủ động tham gia lĩnh vực này và đạt được thành tựu đáng kể với đề tài "Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của một số vật liệu, cấu trúc phát điện ma sát (TENGs)". Đề tài này, thuộc lĩnh vực khoa học vật liệu và năng lượng, do Giáo sư, Tiến sĩ Phan Ngọc Minh chủ trì, với sự đóng góp chính của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Trọng Lư cùng các cộng sự.
Đa Dạng Vật Liệu Và Phương Pháp Chế Tạo Tiên Tiến
Để hoàn thiện hệ thống phát điện ma sát, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm nhiều loại vật liệu polymer, bao gồm các hợp chất như Polydimethylsiloxane (PDMS), nhựa Polytetrafluoroethylene (PTFE), Kapton, cùng các polymer thông dụng khác như polystyren (PS), polyester (PET), polyurethane (PU) và Polyhexamethylene guanidine (PHMG). Bên cạnh đó, họ cũng áp dụng đa dạng phương pháp chế tạo, từ kỹ thuật truyền thống như đúc và gạt phủ, đến các công nghệ hiện đại như in 3D và phun điện (electrospinning).
Đáng chú ý, phương pháp phun điện đã chứng minh hiệu quả vượt trội bằng cách tạo ra màng nanofiber (sợi nano) từ dung dịch polymer dưới điện trường cao, tăng diện tích bề mặt và độ xốp để nâng cao hiệu suất phát điện. Trong khi đó, công nghệ in 3D cho phép tạo ra các cấu trúc phức tạp và đa dạng về vật liệu, đặc biệt là nhựa, khắc phục những hạn chế trong thiết kế 3D mà các phương pháp khác chưa đạt được.
Kết Quả Ấn Tượng Và Ứng Dụng Thực Tiễn
Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Trọng Lư chia sẻ rằng nhóm đã chế tạo thành công bộ phát điện ma sát với điện áp ra sau chỉnh lưu đạt 288V, xung điện áp đỉnh 680V, xung dòng đỉnh 340μA và công suất 0,23W. Hệ thống này hoạt động ổn định qua hơn 360.000 chu kỳ và có khả năng thắp sáng gần 100 bóng đèn LED. Bộ phát điện này có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị cảm biến, hệ thống IoT hoặc sản phẩm tự cấp nguồn trong môi trường khắc nghiệt, mở ra triển vọng cho các ứng dụng không dây độc lập mà không cần pin.
Điểm đặc biệt của công nghệ này là khả năng tận dụng các hoạt động thường ngày của con người để tạo ra năng lượng, từ những chuyển động rõ rệt như bước chân cho đến các cử động tinh tế như hơi thở hay nhịp tim. Ngoài ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe và thiết bị đeo thông minh, nhóm nghiên cứu đang hướng tới các mô hình quy mô lớn hơn, chẳng hạn như thu năng lượng từ bước chân tại khu vực đông người để chiếu sáng hoặc vận hành cảm biến, cũng như thu hồi năng lượng từ chuyển động phương tiện giao thông thông qua TENGs lắp đặt trên mặt đường.
Đánh Giá Cao Từ Chuyên Gia Và Tiềm Năng Tương Lai
Giáo sư Trần Đại Lâm, thành viên Hội đồng nghiệm thu đề tài cấp Viện Hàn lâm, đánh giá đây là hướng nghiên cứu mới với chất lượng khoa học tốt và tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao. Quá trình thực hiện đề tài không chỉ góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực vật liệu và năng lượng mà còn tạo ra các công bố khoa học quốc tế uy tín, đồng thời xây dựng được nhóm nghiên cứu vững mạnh tại Viện Hàn lâm.
Mặc dù gặp phải những khó khăn và thách thức đòi hỏi tiếp tục nỗ lực nghiên cứu, các kết quả bước đầu về công nghệ phát điện nano ma sát cho thấy tiềm năng làm chủ công nghệ và phát triển các giải pháp năng lượng xanh phù hợp với điều kiện thực tiễn tại Việt Nam. Điều này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của khoa học công nghệ trong nước mà còn góp phần vào xu hướng chuyển dịch năng lượng toàn cầu theo hướng bền vững.
