Sạc pin nhờ vận động. (Nguồn: livescience.com) Các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính bảng, thiết bị đọc sách điện tử cũng như các thiết bị chăm sóc sức khỏe cá nhân, kính thông minh và các thiết bị chỉ đường đã và đang trở nên vô cùng phỏ biến. Tuy những tiện ích chúng mang lại là không thể phủ nhận, nhưng hoạt động của chúng lại phụ thuộc lớn vào việc có được sạc pin đầy đủ hay không?
Theo một báo cáo năm 2009 của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), lượng điện năng sử dụng cho công nghệ thông tin và truyền thông mới chiếm gần 15% tiêu thụ điện năng dân sinh toàn cầu, và dự đoán tới năm 2022 và 2030 con số này sẽ lần lượt gấp đôi và gấp ba, gây thêm áp lực lên cơ sở hạ tầng điện năng.
Để giải quyết cả hai vấn đề trên, một nhóm các nhà nghiên cứu, đứng đầu là nhà khoa học Zhong Lin Wang của Viện Công nghệ Georgia đã phát triển một nguồn năng lượng sạch cầm tay có thể làm thay đổi cách sạc pin truyền thống bằng điện: sử dụng năng lượng từ vận động của người sử dụng.
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo một chiếc ba lô có thể thu năng lượng từ những chuyển động rung trong quá trình đi bộ và biến đổi thành điện năng. Công nghệ mới này sẽ tạo ra cuộc cách mạng trong sạc điện thiết bị điện tử và theo đó làm giản gánh nặng lên các nguồn năng lượng không tái tạo và giải phóng người dùng khỏi các thiết bị sạc cố định.
Tiềm năng sản xuất năng lượng từ các hoạt động vận động của con người không còn xa lạ, nhưng các công nghệ truyền thống chỉ tạo nên các thiết bị nặng nề và dễ bị tổn hại. Ngược lại, chiếc ba lô của ông Wang chứa một thiết bị làm từ những miếng nhựa mỏng và nhẹ đan vào nhau thành một hệ thống hình thoi.
Khi người mang nó chuyển động, trọng lượng cơ thể dao động tác động lên bề mặt của các tấm nhựa này khiến chúng va vào nhau rồi lại tách ra. Sự tiếp xúc tuần hoàn này khiến các electron dao động theo chiều ngược nhau và tạo ra dòng điện thay thế. Đây chính là hiệu ứng điện ma sát tạo ra tĩnh điện, giống như khi chúng ta cởi một chiếc áo lông cừu mới giặt qua đầu khi
Chìa khóa của công nghệ này chúng là sự bổ sung các vật liệu siêu nhỏ đã tích điện giúp tối đa hóa tiếp xúc giữa hai bề mặt, tăng cường năng lượng đầu ra của thiết bị mà ông Wang gọi là “Máy phát điện ma sát siêu nhỏ” (TENG).
“TENG hoạt động tốt như một máy phát điện từ, nhưng nhẹ hơn và nhỏ hơn bất cứ máy phát điện nào sử dụng cho chuyển đổi năng lượng. Hiệu suất máy sẽ chỉ tăng lên khi các vật liệu mới tiên tiến hơn được phát minh,” ông Wang chia sẻ.
Các thử nghiệm đã cho thấy một người bình thường mang theo một khối lượng 2kg tương đương với 2 lít soda đi bộ tạo ra đủ năng lượng thắp sáng đồng thời hơn 40 bóng đèn quảng cáo LED. Năng lượng đầu ra tối đa phụ thuộc vào mật độ tĩnh điện trên các bề mặt, nhưng chiếc ba lô có thể tạo ra điện năng từ 2-5W, đủ để sạc điện thoại hay các thiết bị nhỏ khác. Phát minh này sẽ giúp ích cho những người thích hoạt động ngoài trời hay làm việc ngoài thực địa, quân đội và các nhân viên cứu hộ tại các vùng xa xôi.
Hoạt động vận động của con người chỉ là một trong số các nguồn năng lượng sạch tái tạo. Năm ngoái, nhóm nghiên cứu đã chứng minh được thiết bị TENG còn có thể chiết xuất năng lượng từ nước biển./.
