Các chuyên gia toàn cầu đề xuất hướng phát triển năng lượng sạch từ năng lượng thải
Giáo sư Vincenzo Pecunia của SFU, tác giả chính của “Lộ trình về vật liệu khai thác năng lượng”, giới thiệu một loại pin mặt trời in được có thể chuyển đổi ánh sáng trong nhà thành điện năng. Ảnh: Đại học Simon Fraser
Giáo sư Đại học Simon Fraser Vincenzo Pecunia đã lãnh đạo một nhóm gồm hơn 100 nhà khoa học được quốc tế công nhận trong việc tạo ra một "lộ trình" toàn diện để hướng dẫn các nỗ lực toàn cầu chuyển đổi năng lượng thải thành năng lượng sạch.
"Với nhu cầu năng lượng toàn cầu ngày càng tăng và những thách thức do biến đổi khí hậu gây ra, việc tạo ra năng lượng xanh để bảo tồn hành tinh của chúng ta và duy trì sự phát triển của con người là cấp bách hơn bao giờ hết," Pecunia, từ Trường Kỹ thuật Năng lượng Bền vững, nơi ông lãnh đạo chương trình, cho biết. Nhóm nghiên cứu quang điện tử bền vững.
"Các vật liệu khai thác năng lượng mang đến một cơ hội đầy hứa hẹn để tạo ra điện sạch, cuối cùng là nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta và hỗ trợ nỗ lực của chúng ta trong việc chống lại biến đổi khí hậu. Những vật liệu này có khả năng chuyển đổi năng lượng xung quanh từ nhiều nguồn khác nhau bao gồm ánh sáng, nhiệt, sóng tần số vô tuyến (như tín hiệu từ Wi-Fi và tín hiệu di động) và các rung động cơ học."
Để nhận ra toàn bộ tiềm năng của công nghệ thu hoạch năng lượng, Pecunia và 116 chuyên gia hàng đầu từ khắp nơi trên thế giới đã công bố Lộ trình về Vật liệu thu hoạch năng lượng trên Tạp chí Vật lý: Vật liệu.
Lộ trình tập hợp các quan điểm của chuyên gia về các loại khai thác năng lượng khác nhau, những tiến bộ và thách thức gần đây; và cũng phân tích các chỉ số hiệu suất chính của các công nghệ này liên quan đến giới hạn chuyển đổi năng lượng cuối cùng của chúng. Dựa trên những hiểu biết sâu sắc này, nó vạch ra các chiến lược cho nghiên cứu trong tương lai để khai thác triệt để tiềm năng của vật liệu khai thác năng lượng.
"Lộ trình này là kết quả của một nỗ lực chưa từng có, đánh dấu lần đầu tiên một mạng lưới quốc tế rộng lớn và đa dạng như vậy gồm các chuyên gia khai thác năng lượng—từ Châu Mỹ, Châu Á, Châu Âu và Châu Đại Dương—đã làm việc cùng nhau để vạch ra lộ trình cho sự tiến bộ của những Pecunia, tác giả chính cho biết.
Các hệ thống thông minh đang phát triển nhanh chóng, giúp xây dựng nhà thông minh, thành phố thông minh, sản xuất thông minh và chăm sóc sức khỏe thông minh. Các cảm biến và hệ thống được đưa vào cuộc sống hàng ngày của chúng ta thông qua các thiết bị như điện thoại thông minh, thiết bị theo dõi thể dục và công nghệ trợ lý nhà thông minh. Tất cả những thứ này hoạt động như một phần của mạng rộng, được gọi là Internet vạn vật (IoT), liên tục liên lạc và trao đổi dữ liệu.
Pecunia giải thích: "Một lĩnh vực có tiềm năng to lớn liên quan đến việc sử dụng máy thu năng lượng môi trường để cung cấp năng lượng bền vững cho hàng tỷ nút cảm biến đang được triển khai cho IoT". "Bằng cách cung cấp một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho pin (vốn phải đối mặt với các vấn đề về khan hiếm vật liệu, độc tính và lãng phí), các máy khai thác năng lượng có thể cung cấp năng lượng bền vững cho các cảm biến IoT." Nhóm nghiên cứu của Pecunia đã có những đóng góp lớn trong lĩnh vực này, đi đầu trong việc tạo ra điện sạch từ ánh sáng trong nhà bằng cách sử dụng chất bán dẫn có thể in được và sự tích hợp của chúng với thiết bị điện tử in hướng tới các cảm biến IoT thân thiện với môi trường.
Thu thập năng lượng từ ánh sáng xung quanh, rung động và sóng tần số vô tuyến là một thách thức do mật độ năng lượng hạn chế của chúng. Ông giải thích: “Điều cần thiết là phát triển các vật liệu khai thác năng lượng có thể thu năng lượng này một cách hiệu quả và chuyển đổi nó thành điện năng. "Một ưu tiên quan trọng khác là phát triển các máy thu hoạch năng lượng có thể áp dụng trên mọi loại bề mặt và vật thể, đòi hỏi vật liệu thu hoạch năng lượng phải linh hoạt về mặt cơ học."
Lộ trình về công nghệ khai thác năng lượng là một nỗ lực thống nhất và toàn cầu nhằm giúp mở ra con đường phía trước cho các nhà nghiên cứu và các nhà lãnh đạo để giúp đẩy nhanh tiến độ của lĩnh vực nghiên cứu này.
Pecunia kết luận: “Hy vọng của chúng tôi là thúc đẩy các nỗ lực nghiên cứu trong nghiên cứu khai thác năng lượng trên nhiều lĩnh vực để cuối cùng cung cấp năng lượng sạch ở mọi nơi, mọi lúc”.
