Cây giả đang bước sang thế kỷ 21. Các nhà nghiên cứu đã phát triển các "nhà máy điện" theo đúng nghĩa đen—những máy phát điện nhỏ hình chiếc lá tạo ra điện từ gió thổi hoặc những hạt mưa rơi—và mô tả chúng trong Hóa học & Kỹ thuật bền vững ACS. Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm máy thu năng lượng bằng cách kết hợp chúng vào cây nhân tạo.
"Nhà máy điện" này có máy phát điện hình chiếc lá màu be, có thể thu năng lượng từ những cơn gió nhẹ và những hạt mưa rơi. Nguồn: Chuyển thể từ Hóa học & Kỹ thuật bền vững ACS , 2024, DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620
Năng lượng điện có thể được tạo ra bởi thiên nhiên theo nhiều cách. Ví dụ, các tấm pin mặt trời chuyển đổi năng lượng ánh sáng từ mặt trời và tua-bin gió biến đổi động năng của không khí chuyển động. Tuy nhiên, các phương pháp này thường dựa vào một nguồn duy nhất và do đó, chỉ hiệu quả khi có sẵn nguồn đó. Ví dụ, các tấm pin mặt trời không hoạt động sau khi mặt trời lặn và một ngày lặng gió sẽ không tạo ra nhiều năng lượng gió.
Gần đây hơn, máy thu năng lượng đa nguồn đã nổi lên như một phương pháp thu năng lượng từ các nguồn tái tạo khác nhau trong một thiết bị, tối đa hóa sản lượng tiềm năng. Vì vậy, Ravinder Dahiya và các đồng nghiệp muốn tạo ra một máy thu hoạch năng lượng đa nguồn có thể tạo ra điện từ cả gió và mưa.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo hai loại bộ thu năng lượng khác nhau: máy phát điện nano ma sát (TENG) để thu động năng từ gió và máy phát năng lượng dựa trên giọt nước (DEG) để thu năng lượng từ những hạt mưa rơi. TENG bao gồm một lớp sợi nano nylon được kẹp giữa các lớp polytetrafluoroethylene, thường được gọi là Teflon, và các điện cực bằng đồng.
Điện tích tĩnh được tạo ra và chuyển thành điện năng khi các lớp ép vào nhau. Teflon cũng được sử dụng để chế tạo DEG, được chống thấm nước và phủ một lớp vải dẫn điện để hoạt động như các điện cực. Khi những giọt mưa chạm vào một trong các điện cực, nó sẽ gây ra sự mất cân bằng điện tích, tạo ra dòng điện. Trong điều kiện tối ưu, TENG tạo ra điện áp 252 V và DEG 113 V, nhưng chỉ trong thời gian ngắn.
Nhóm đã gắn DEG lên trên TENG và kết hợp các phiên bản hình chiếc lá vào một cây nhân tạo. Khi máy phát điện hình chiếc lá tiếp xúc với các điều kiện mô phỏng gió và mưa tự nhiên, chúng cung cấp năng lượng cho 10 đèn LED trong thời gian nhấp nháy ngắn. Các nhà nghiên cứu cho biết, thiết bị "nhà máy điện" chứng minh khái niệm này có thể được phát triển hơn nữa thành các hệ thống hoặc mạng lưới nhà máy điện lớn hơn để sản xuất năng lượng sạch từ các nguồn tự nhiên.
