Máy thu năng lượng tự sạc tạo ra điện từ nước biển

Máy thu năng lượng tự sạc tạo ra điện từ nước biển
của Hội đồng nghiên cứu khoa học và công nghệ quốc gia

Nhóm nghiên cứu do Nhà nghiên cứu chính Seungmin Hyun (bên phải) thuộc Khoa Thiết bị nano và Màn hình thuộc Ban nghiên cứu sản xuất hội tụ nano của KIMM đứng đầu đang tiến hành một thí nghiệm để đánh giá hiệu suất của máy thu năng lượng từ nước biển. Nguồn: Viện máy móc và vật liệu Hàn Quốc (KIMM)
Một máy thu năng lượng cải tiến, có khả năng liên tục sản xuất năng lượng điện bằng cách sử dụng chuyển động của các ion natri có trong nước biển, đã được phát triển. Công nghệ này dự kiến ​​sẽ tìm thấy các ứng dụng như một công nghệ nguồn trong nhiều lĩnh vực, bao gồm thu năng lượng từ nước và các công nghệ năng lượng thân thiện với môi trường.

Công trình này được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật hóa học.

Một nhóm nghiên cứu do Nhà nghiên cứu chính Seungmin Hyun và những người khác đứng đầu đã thành công trong việc phát triển một máy thu năng lượng tự sạc thân thiện với môi trường có thể được sử dụng để tạo ra năng lượng điện thông qua chuyển động của các ion có trong nước biển.

Máy thu năng lượng do KIMM phát triển sử dụng các ống nano cacbon nhiều lớp và màng oxit graphene có hàm lượng nhóm chức oxy khác nhau làm catốt và anot tương ứng, và được chế tạo bằng nước biển làm chất điện phân.

Trong quá trình này, nhiều cation hơn trong chất điện phân tập trung gần anot hơn, có hàm lượng nhóm chức oxy tương đối cao hơn và tạo ra hiệu điện thế do sự sắp xếp lại các ion giữa hai điện cực.

Máy thu năng lượng dựa trên nước thông thường có hiệu suất chuyển đổi năng lượng thấp và cần các nguồn năng lượng bên ngoài để liên tục tạo ra chuyển động của nước để tái sử dụng, khiến chúng khó có thể được sử dụng liên tục. Hơn nữa, việc sử dụng các máy thu này bị hạn chế trong môi trường không thể cung cấp các nguồn năng lượng bên ngoài.

Tóm tắt đồ họa. Nguồn: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2024). DOI: 10.1016/j.cej.2024.151054

Nhóm nghiên cứu do Nhà nghiên cứu chính Seungmin Hyun (bên phải) của Khoa Thiết bị Nano và Màn hình thuộc Ban Nghiên cứu Sản xuất Hội tụ Nano của KIMM đứng đầu. Nguồn: Viện Máy móc và Vật liệu Hàn Quốc (KIMM)

Máy thu năng lượng mới do nhóm nghiên cứu phát triển có thể được tái sử dụng liên tục ngay cả sau khi đã xả, thông qua việc khôi phục điện áp mạch hở ban đầu mà không cần năng lượng bên ngoài. Do đó, máy có thể được sử dụng liên tục như một thiết bị cung cấp năng lượng cho các cảm biến ngay cả trong các môi trường như đại dương, nơi việc thu hồi các thiết bị gặp nhiều thách thức.

Máy thu năng lượng mới này có mật độ công suất là 24,6 mW/cm3, cao hơn khoảng 4,2 lần so với máy phát năng lượng thông thường làm từ hydrogel ion (có mật độ công suất là 5,9 mW/cm3) và có khả năng cung cấp đủ điện cho các thiết bị nhỏ như máy tính, đồng hồ và cảm biến.

Trong khi đó, thậm chí còn có thể sản xuất nhiều năng lượng điện hơn nữa bằng cách sử dụng máy thu năng lượng mới được phát triển bằng cách mở rộng diện tích hoặc kết nối nhiều máy thu năng lượng.

Seungmin Hyun cho biết, "Công nghệ mới được phát triển này là công nghệ thu năng lượng thân thiện với môi trường, cho phép tự sạc liên tục và có thể sử dụng mà không cần năng lượng bên ngoài".

Hyun nói thêm, "Công nghệ này dự kiến ​​sẽ được sử dụng làm nguồn năng lượng để vận hành các cảm biến và thiết bị trong môi trường cần theo dõi các yếu tố môi trường (như nhiệt độ, oxy hòa tan [DO], nitơ vô cơ trong đại dương)".