Sàn gỗ thu năng lượng để cấp điện cho ngôi nhà

Nhờ sáng kiến của các công ty như Pavegen, ở các thành phố thông minh trong tương lai không quá xa, vỉa hè có thể tạo ra điện từ bước đi của chính những người đi bộ. Tuy nhiên, mức chi phí lớn sẽ là một thách thức nếu áp dụng công nghệ này tại những không gian mở như trung tâm thương mại hay sân bóng đá. Mới đây, các nhà khoa học thuộc trường Đại học Wisconsin-Madison (UW- Madison) đã phát triển thành công kỹ thuật mới mà nhờ đó, những ngôi nhà tự cấp điện với mức giá chỉ tương tự như sàn gỗ thông thường.

Trong khi gạch Pavegen sử dụng cảm ứng điện từ để tạo ra điện, vật liệu phát triển bởi nhóm nghiên cứu lại dựa trên hiệu ứng điện ma sát, tạo tích điện, thường thấy nhất là tĩnh điện, thông qua ma sát của hai vật liệu khi chúng cọ xát vào nhau. Nguyên tắc đã được khám phá và áp dụng trong y phục hay màn hình cảm ứng thu điện, và nhóm nghiên cứu đặt tên phương pháp này là phương pháp "thu năng lượng bên đường”.

"Phương pháp thu năng lượng bên đường đòi hỏi cân nhắc những vị trí có nguồn năng lượng dồi dào để có thể thu hoạch", Xudong Wang - người đứng đầu nghiên cứu cho biết. "Chúng tôi đã làm việc rất chăm chỉ để thu năng lượng từ hoạt động của con người. Có rất nhiều cách thức để thu năng lượng từ hoạt động của con người, thứ nhất là chế tạo một thứ gì đó có thể mang trên người, hoặc cách khác là thiết kế một vật gì đó có thể tiếp xúc thường xuyên với con người. Và mặt đất là ví trí lý tưởng, được sử dụng nhiều nhất".

Trước đây, Wang đã thử nghiệm một hệ thống tương tự cho phép thu năng lượng từ chuyển động của lốp xe ô tô. Trong trường hợp này, điện được tạo ra thông qua các sợi nano cellulose có độ dày nhỏ hơn 1 mm, được gắn vào sàn gỗ. Một số sợi nano này được xử lý hóa học, và khi chúng được đưa vào sát với các sợi nano không được xử lý thông qua các rung động gây ra bởi tiếng bước chân trên bề mặt của vật liệu, chúng tạo ra dòng điện. Dòng điện này sau đó được thu để thắp sáng đèn, sạc pin, hoặc phục vụ các nhu cầu khác trong gia đình. Hiệu suất năng lượng của hệ thống có thể được tăng lên bằng cách tích tụ trong nhiều lớp.

Các sợi nano có chi phí tương đối thấp. Do chúng được đặt vào trong bột gỗ được sử dụng trong sàn thông thường nên nhóm nghiên cứu tin rằng công nghệ này sẽ có giá ngang với mức giá của loại sàn gỗ thông thường. Sản phẩm mới cũng có thể tái chế và thay đổi nhiều hơn so với bề mặt thu năng lượng hiện có, cũng như có độ bền giống với sàn gỗ tiêu chuẩn.

"Thử nghiệm ban đầu trong phòng thí nghiệm của chúng tôi cho thấy nó hoạt động hàng triệu chu kỳ mà không gặp bất kỳ vấn đề gì", Wang cho biết. "Tuy không chuyển đổi những con số hàng triệu đó thành số năm tuổi thọ cho sàn, nhưng chúng tôi tin rằng với thiết kế phù hợp, nó chắc chắn có thể có tuổi thọ lâu hơn sàn nhà thông thường".

Nhóm nghiên cứu đang tối ưu hóa hệ thống với hy vọng xây dựng một nguyên mẫu để đặt tại một vị trí nào đó tại các trường đại học để chứng minh công nghệ. Hệ thống cũng có thể được ứng dụng trong một số loại sàn khác.

Nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Nano Energy.

                P.K.L (NASATI), Theo http://newatlas.com/triboelectric-generating-floor/46079/, 24/10/2016