Thứ Sáu ngày 09/12/2022 Chào mừng bạn đến với Cổng thông tin điện tử Khoa học và Công nghệ Quảng Trị Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin tức - Sự kiện: Tin thế giới
Cập nhật: Thứ Ba, ngày 06/9/2022

Thiết bị siêu mỏng tự sạc, tạo ra điện từ độ ẩm không khí
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một thiết bị tạo điện mới chạy bằng hơi ẩm được làm từ một lớp vải mỏng, muối biển, mực carbon và một loại gel hút nước đặc biệt. Thiết bị hoạt động bằng cách giữ cho một đầu của vải luôn khô ráo, trong khi đầu kia luôn ướt. Sự khác biệt về độ ẩm của vùng khô và ướt của vải phủ carbon tạo ra dòng điện. Loại pin dạng vải có thể sạc lại này có thể sản xuất điện trong hơn 150 giờ và cung cấp sản lượng điện cao hơn pin AA thông thường, có khả năng cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử hàng ngày.
Thiết bị phát điện điều khiển độ ẩm mới do các nhà nghiên cứu của NUS phát minh. Ảnh: NUSnews

Hãy tưởng tượng bạn có thể tạo ra điện bằng cách khai thác độ ẩm trong không khí chỉ với những vật dụng hàng ngày như muối biển và một mảnh vải, hoặc thậm chí cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử hàng ngày bằng một loại pin mỏng như tờ giấy và không độc hại. Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trường Cao đẳng Thiết kế và Kỹ thuật (CDE) của Đại học Quốc gia Singapore (NUS) đã phát triển một thiết bị phát điện chạy bằng hơi ẩm (MEG) mới được làm bằng một lớp vải mỏng – chỉ khoảng 0,3 mm - muối biển, mực cacbon và một loại gel hút nước đặc biệt.

Khái niệm về thiết bị MEG được xây dựng dựa trên khả năng của các vật liệu khác nhau để tạo ra điện từ sự tương tác với độ ẩm trong không khí. Lĩnh vực này ngày càng nhận được sự quan tâm do tiềm năng của nó cho một loạt các ứng dụng trong đời sống, bao gồm các thiết bị điện tử tự cung cấp năng lượng như máy theo dõi sức khỏe, cảm biến da điện tử và thiết bị lưu trữ thông tin.

Những thách thức chính của công nghệ MEG hiện tại bao gồm độ bão hòa nước của thiết bị khi tiếp xúc với độ ẩm xung quanh và hiệu suất điện không đạt yêu cầu. Do đó, điện năng được tạo ra bởi các thiết bị MEG thông thường không đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện và cũng không bền vững.

Để vượt qua những thách thức này, một nhóm nghiên cứu do Trợ lý Giáo sư Tan Swee Ching từ Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu thuộc CDE đã phát minh ra một thiết bị MEG mới có chứa hai vùng có tính chất khác nhau để duy trì ổn định sự khác biệt về hàm lượng nước giữa các vùng để tạo ra điện và cho phép phát điện trong hàng trăm giờ.

Bước đột phá công nghệ này đã được xuất bản trên tạp chí khoa học Advanced Materials vào ngày 26 tháng 5 năm 2022.

'Pin' kéo dài bằng vải tự sạc

Thiết bị MEG của nhóm NUS bao gồm một lớp vải mỏng được phủ các hạt nano carbon. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loại vải làm từ bột gỗ và polyester. Một vùng của vải được phủ một hydrogel ion hút ẩm và vùng này được gọi là vùng ướt. Được thực hiện bằng cách sử dụng muối biển, gel hấp thụ nước đặc biệt có thể hấp thụ hơn sáu lần trọng lượng ban đầu của nó và được sử dụng để hút độ ẩm từ không khí. Đầu kia của vải là vùng khô không chứa lớp hydrogel ion hút ẩm. Điều này là để đảm bảo rằng khu vực này được giữ khô và nước bị giới hạn ở vùng ướt.

Khi lắp ráp thiết bị MEG, các ion của muối biển được tách ra khi nước được hấp thụ trong vùng ướt và từ đó tạo ra điện. Các ion tự do với điện tích dương (Cations) được hấp thụ bởi các hạt nano carbon được tích điện âm. Điều này gây ra sự thay đổi trên bề mặt của vải, tạo ra một điện trường trên nó. Những thay đổi này trên bề mặt cũng cung cấp cho vải khả năng lưu trữ điện để sử dụng sau này. Sử dụng một thiết kế độc đáo của các vùng khô ướt, các nhà nghiên cứu NUS đã có thể duy trì hàm lượng nước cao trong vùng ướt và hàm lượng nước thấp trong vùng khô. Điều này sẽ duy trì sản lượng điện ngay cả khi vùng ướt bão hòa với nước. Sau khi bị bỏ lại trong môi trường ẩm ướt trong 30 ngày, nước vẫn được duy trì ở khu vực ướt cho thấy hiệu quả của thiết bị trong việc duy trì sản lượng điện.

Giáo sư Tan giải thích: "Với cấu trúc bất đối xứng độc đáo này, hiệu suất điện của thiết bị MEG mới được cải thiện đáng kể so với các công nghệ MEG trước đây, do đó có thể cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị điện tử thông thường, chẳng hạn như máy theo dõi sức khỏe và thiết bị điện tử đeo tay".

Giáo sư Tan Swee Ching (giữa) cùng với Tiến sĩ Zhang Yaoxin (trái) và Ông Qu Hao (phải) đã phát triển một loại vải tự sạc tạo ra điện từ độ ẩm không khí. Ảnh: NUSnews

Thiết bị MEG của nhóm cũng thể hiện tính linh hoạt cao và có thể chịu được áp lực khi bị xoắn, lăn và uốn cong. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh bằng cách gấp vải theo kiểu origami mà không ảnh hưởng đến hiệu suất điện tổng thể của thiết bị.

Một nguồn điện di động và hơn thế nữa

Thiết bị MEG có các ứng dụng ngay lập tức do khả năng mở rộng dễ dàng và nguyên liệu thô có sẵn trên thị trường. Một trong số đó là sử dụng làm nguồn điện di động cho các thiết bị điện tử cấp nguồn trực tiếp bằng độ ẩm môi trường xung quanh.

Tiến sĩ Zhang Yaoxin, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết: Sau khi hấp thụ nước, một mảnh vải tạo ra năng lượng có kích thước 1,5 x 2 cm có thể cung cấp tới 0,7 vôn (V) trong hơn 150 giờ trong môi trường không đổi.

Nhóm NUS cũng đã chứng minh thành công khả năng mở rộng của thiết bị mới trong việc tạo ra điện cho các ứng dụng khác nhau. Họ đã kết nối ba mảnh vải tạo ra năng lượng với nhau và đặt chúng vào một hộp in 3D có kích thước bằng một pin AA tiêu chuẩn. Điện áp của thiết bị lắp ráp đã được thử nghiệm đạt mức cao tới 1,96V - cao hơn pin AA thương mại khoảng 1,5V - đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ như đồng hồ báo thức.

"Thiết bị của chúng tôi cho thấy khả năng mở rộng tuyệt vời với chi phí chế tạo thấp. So với các cấu trúc và thiết bị MEG khác, phát minh của chúng tôi đơn giản hơn và dễ dàng hơn trong việc mở rộng quy mô tích hợp và kết nối. Chúng tôi tin rằng nó hứa hẹn nhiều khả năng thương mại hóa", giáo sư Tan chia sẻ. Các nhà nghiên cứu đã nộp bằng sáng chế cho công nghệ này và đang có kế hoạch khám phá các chiến lược thương mại hóa tiềm năng cho các ứng dụng trong thực tế.

https://vast.gov.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Vắc-xin cúm mRNA có khả năng chống lại 20 chủng vi rút mới sẽ có thể ngăn ngừa các đại dịch cúm trong tương lai (09/12/2022)
Hoa Kỳ cho phép sử dụng thịt nuôi cấy trong phòng thí nghiệm cho người tiêu dùng (28/11/2022)
Nghiên cứu mới phát hiện hai loại thuốc trị tiểu đường hoạt động hiệu quả nhất (28/11/2022)
Vaccine kéo dài sự sống của bệnh nhân ung thư não ác tính (23/11/2022)
Kỷ lục mới của pin mặt trời cấu trúc song song perovskite toàn phần (23/11/2022)
Bệnh Alzheimer có thể được chẩn đoán trước khi các triệu chứng xuất hiện (21/11/2022)
Công nghệ kim loại lỏng cho phép hòa tan mô cấy ghép (17/11/2022)
Những bệnh nhân đầu tiên được truyền tế bào máu nuôi cấy trong phòng thí nghiệm (14/11/2022)
Thuốc 'nấm thần” gây ảo giác có thể làm giảm chứng trầm cảm (14/11/2022)
Điều trị bằng kháng thể được thử nghiệm để chống lại bệnh sốt rét (10/11/2022)
Cấy tế bào thần kinh của con người vào chuột để nghiên cứu các rối loạn não (09/11/2022)
Các thử nghiệm giảm phốt pho cho thấy lợi ích đối với chế độ ăn cho gà đẻ (08/11/2022)
Nghiên cứu mang lại những thành quả mới cho nông nghiệp (08/11/2022)
Vi khuẩn từ tính hướng vào các khối u để cung cấp các loại thuốc chống ung thư (08/11/2022)
Màng mỏng chuyển đổi tia UV thành ánh sáng đỏ để thúc đẩy sự sinh trưởng của thực vật (08/11/2022)
Mô cấy não không dây mỗi năm có thể cứu sống hơn 100.000 người Mỹ bị u não (27/10/2022)
Nghiên cứu mô phỏng phân bố liều lượng bức xạ đối với chùm tia photon của máy gia tốc tuyến tính xạ trị dùng GEANT4 (27/10/2022)
Máy trợ thính mới hỗ trợ khả năng đọc môi trong giao tiếp (21/10/2022)
Cấy tế bào thần kinh của con người vào chuột để nghiên cứu các rối loạn não (21/10/2022)
Phát hiện vi khuẩn mới trong hang động dưới lòng đất (21/10/2022)
Mô hình nghiên cứu mới về bệnh sarcoma Ewing ở ruồi Drosophila (21/10/2022)
Virus SARS-CoV-2 được phát hiện bắt chước một protein đóng gói ADN, ngăn cản quá trình phiên mã (19/10/2022)
Phát hiện enzyme có khả năng phân hủy nhựa (14/10/2022)
Giải Nobel Hóa học 2022: Hóa học click và ứng dụng trong nghiên cứu tế bào sống (14/10/2022)
Cảm biến cảnh báo thực phẩm đông lạnh bị tan chảy (14/10/2022)
Phương pháp điều trị đau lưng mãn tính ngăn chặn các tín hiệu thần kinh bằng nhiệt (14/10/2022)
Tỷ lệ gãy xương thường cao hơn ở những người bị thiểu năng trí tuệ (14/10/2022)
Thêu cảm biến lên quần áo (13/10/2022)
Giải thưởng Nobel Kinh tế năm 2022 được trao cho ba nhà kinh tế người Mỹ (13/10/2022)
Bệnh nhân tăng nhãn áp có nguy cơ mắc bệnh Alzheimer (12/10/2022)
Lớp sơn trắng nhất thế giới đủ mỏng để phủ lên ô tô và máy bay (10/10/2022)
Các nhà khoa học đề xuất béo phì là một rối loạn phát triển thần kinh (10/10/2022)
Đánh giá của nhiều nghiên cứu cho thấy hydro không phải là một lựa chọn tốt để sưởi ấm nhà (10/10/2022)
Giải Nobel Hóa học được trao cho 3 nhà khoa học vì công trình phát triển “hóa học click và hóa học sinh trực giao” (10/10/2022)
Phát triển thành công viên nang robot cung cấp thuốc đến ruột (10/10/2022)
Ba nhà khoa học được trao giải Nobel vật lý cho công trình cơ học lượng tử (06/10/2022)
Sàng lọc do AI hướng dẫn sử dụng dữ liệu điện tâm đồ để phát hiện yếu tố nguy cơ tiềm ẩn gây đột quỵ (06/10/2022)
Nghiên cứu công nghệ AI chuyển văn bản thành hình ảnh (06/10/2022)
Giải thưởng Nobel Y Sinh năm 2022 (05/10/2022)
Tìm ra cấu trúc gen giúp chọn tạo giống đậu Hà Lan thích nghi biến đổi khí hậu (05/10/2022)
Tuần hoàn máu có thể là chìa khóa chữa trị căn bệnh Alzheimer (05/10/2022)
Hai khám phá mới làm sáng tỏ bí ẩn về cách các tế bào quản lý căng thẳng (05/10/2022)
Thử nghiệm mới tìm thấy loại thuốc Alzheimer đầu tiên giúp làm chậm quá trình suy giảm nhận thức (05/10/2022)
Phát triển thuật toán nhận diện khuôn mặt giúp phát hiện các chứng bệnh hiếm gặp (03/10/2022)
Nhận chìm rong biển để loại bỏ carbon (03/10/2022)
Bước ngoặt mới trong điều trị Alzheimer (03/10/2022)
Giải pháp tự nhiên cho bệnh gan nhiễm mỡ từ rong biển (03/10/2022)
Graphene xoắn và sự phát triển của đi-ốt siêu dẫn (03/10/2022)
Lớp phủ răng mới cứng hơn men răng tự nhiên (03/10/2022)
Tay áo robot hỗ trợ trẻ bại não (03/10/2022)
Thông báo Về hướng dẫn hồ sơ, trình tự thực hiện hỗ trợ doanh nghiệp nhỏ và vừa trong lĩnh vực khoa học và công nghệ năm 2022

Hướng dẫn quy trình hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị năm 2022

Về việc phối hợp thực hiện Đề án: "Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2021-2025, định hướng đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Thông báo về việc triển khai dịch vụ công trực tuyến mức độ 3, mức độ 4 trong thực hiện thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị

Chuyển giao công nghệ sản xuất phân bón hữu cơ viên nén chuyên dùng cho cây lúa quy mô công nghiệp.
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS Ứng dụng trên Android
Thống kê truy cập
Số người online 1.480
Hôm nay 8.049
Hôm qua 7.841
Tất cả 7.731.407
© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ. Địa chỉ: 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382.
Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN. Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này!