Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Trước mắt, đây sẽ là công nghệ áp dụng được ngay tại các nhà máy xử lý nước thải ven biển.

Trước mắt, công nghệ mới có thể cho phép những nhà máy xử lý nước thải bên bờ biển tự vận hành bằng năng lượng chúng tự tạo ra, không còn xả thải khí carbon. Xa hơn, ta sẽ nghĩ tới những thứ không tưởng.

Muối cũng là một nguồn năng lượng. Thoạt nghe, ta sẽ tưởng như đây là thuật giả kim biến đá thành vàng, nhưng khoa học vốn vẫn kỳ diệu nhưng phép thuật thực sự. Các nhà nghiên cứu tại Stanford vừa phát triển thành công công nghệ thu thập năng lượng tái tạo tại vùng ven biển, nơi giao giữa nước mặn và nước ngọt. Thứ điện đặc biệt này được gọi là năng lượng xanh biển - blue energy, đây cũng là tên gọi chung cho mọi loại điện có quá trình sản xuất liên quan tới biển.

Đặc biệt hơn nữa, công nghệ mới đủ rẻ để áp dụng được ngay, đủ bền vững để tính tới chuyện lâu dài.

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút - Ảnh 1.

Trong báo cáo nghiên cứu mới, được đăng tải trên trang ACS Omega thuộc Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, các nhà khoa học mô tả một thiết bị pin tân tiến, cho phép những nhà máy xử lý nước thải dọc bờ biển có thể tự tạo năng lượng để vận hành, không cần móc nối với lưới điện quốc gia.

Năng lượng xanh biển - blue energy là một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào và chưa ai khai phá”, đồng tác giả nghiên cứu, Kristian Dubrawski nói. “Pin của chúng tôi là một bước tiến mới trong công nghệ lưu trữ năng lượng không cần màng bọc, không cần cơ chế vận hành vật lý hay một nguồn năng lượng đầu vào”.

Dubrawski làm việc cùng đồng tác giả nghiên cứu Craig Criddle, hiện là giáo sư ngành kỹ thuật môi trường, nổi tiếng với với những dự án tối ưu hóa công nghệ năng lượng; chính Criddle là người đưa sáng kiến ứng dụng hệ thống này vào các nhà máy xử lý nước thải bên bờ biển. Còn ý tưởng về hệ thống pin sử dụng nước muối và nước ngọt tới từ hai nhà khoa học là Yi Cui và Mauro Pasta, hai người công tác trong lĩnh vực khoa học vật chất và kỹ thuật.

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút - Ảnh 2.

Yu Cui

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút - Ảnh 3.

Craig Criddle

Trong bài thử nghiệm, đội ngũ nghiên cứu quan sát kỹ càng khả năng tạo năng lượng từ tổ hợp giữa nước thải tới từ Nhà máy Quản lý chất lượng nước khu vực Palo Alto và nước biển lấy từ Vịnh Bán Nguyệt gần đó. Sau hơn 180 vòng sạc và xả, pin vẫn giữ được 97% hiệu năng.

Có thể lắp đặt công nghệ này tại bất cứ nơi nào có sự hiện diện của cả nước ngọt và nước mặn, nhưng việc thử nghiệm tại nhà máy xử lý nước thải quả là một quyết định sáng suốt, cung cấp một case study đầy giá trị. Nhà máy xử lý nước thải vốn ngốn nhiều năng lượng, chưa kể tới những hệ lụy có thể có mỗi khi mất điện.

Khi tặng cho những nhà máy xử lý nước ven biển một hệ thống cung cấp năng lượng khép kín, ta sẽ có một mũi tên trúng nhiều đích.

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút - Ảnh 4.

Nhà máy xử lý nước thải tại Los Angeles, nơi lý tưởng để áp dụng công nghệ mới.

Mỗi mét khối nước ngọt trộn với nước biển tạo ra khoảng 0,65 kilowat giờ điện, đủ cho 30 phút vận hành một căn nhà thông thường tại Mỹ. Trên lý thuyết, nếu áp dụng công nghệ mới với quy mô toàn cầu, lượng năng lượng có được từ các nhà máy xử lý nước thải ven biển sẽ đạt 18 gigawat, đủ để vận hành 1.700 căn nhà trong vòng một năm.

Nhóm nghiên cứu tại Stanford không phải nơi đầu tiên thành công trong sứ mệnh thu thập năng lượng xanh biển, điểm đáng chú ý là đây: họ ứng dụng công nghệ điện hóa mà không cần áp lực hay màng chắn. Khi tăng quy mô hệ thống đang được nghiên cứu này, ta vẫn sẽ thấy một công nghệ đơn giản, linh hoạt và không quá tốn kém.

Báo cáo nghiên cứu có nói tới cả quá trình vận hành của hệ thống. 

Đầu tiên, natri và clorua từ điện cực tìm được vào tới dung dịch, tạo ra dòng điện giữa hai điện cực. Sau đó, một lượng nước thải trộn lẫn nước biển sẽ đi vào điện cực, “sạc” thêm natri và clorua rồi đảo chiều dòng điện.

Ta có thể thu thập năng lượng khi tiến hành xả lượng nước thải trộn nước biển, không cần cấp thêm năng lượng cho hệ thống và cũng không cần sạc lại pin. Điều này có nghĩa hệ thống pin liên tục sạc và xả mà không cần năng lượng đầu vào.

Đại học Stanford phát triển được công nghệ “viễn tưởng”: Tạo ra điện từ hỗn hợp nước thải và nước biển, đủ khả năng thắp sáng nhà dân trong 30 phút - Ảnh 5.

Dù rằng những bài thử ban đầu cho thấy lượng năng lượng đầu ra vẫn khiêm tốn (khi tính tới sản lượng/diện tích điện cực), công nghệ vẫn có chỗ đứng khi ít ô nhiễm, đơn giản, tạo vòng lặp sạc-xả ổn định. Các điện cực được cấu tạo từ hai loại vật liệu chính: xanh phổ - prussian blue, một thứ vật liệu được dùng nhiều trong thuốc nhuộm và thuốc giải độc, giá thành thấp hơn 1 USD/kg; thành phần còn lại là polypyrrole, một loại vật liệu thử nghiệm dùng trong chế tạo pin và một số thiết bị khác, giá thành mua sỉ chỉ dưới 3 USD.

Bên cạnh đó, hệ thống mới cũng không cần tới pin dự phòng, bởi lẽ hệ thống khá linh hoạt: những lớp phủ ngoài điện cực đảm bảo thiết bị không bị rỉ sét, bên cạnh đó không có cơ chế vận hành vật lý để phải lo lắng tra dầu mỡ hay bảo trì định kỳ. Thậm chí có thể chuyển lượng năng lượng thừa tới những nhà máy lân cận.

Nhờ khoa học, ta có được một giải pháp tinh tế tuyệt vời cho một vấn đề vô cùng phức tạp”, nhà nghiên cứu Dubrawski nói. “Ta cần thử nghiệm ở quy mô lớn hơn, cho dù chưa thể ngay lập tức áp dụng công nghệ sản xuất năng lượng danh dương ở mức toàn cầu, nhưng đây vẫn là điểm xuất phát lý tưởng cho một công nghệ tiến bộ mới”.

Để xem khả năng của hệ thống pin mới tới được đâu, các nhà nghiên cứu đang tiến hành tăng quy mô, thử nghiệm xem một loạt pin sạc-xả cùng lúc sẽ hiệu quả tới mức nào.

Bạn có thể đọc thêm về nghiên cứu tại đường link này.

Tham khảo Stanford News

Chính thức: WHO đặt tên cho virus corona mới là Covid-19

tinybook tinybook 6 ngày 7 giờ
Chính thức: WHO đặt tên cho virus corona mới là Covid-19
“Việc đặt tên mang ý nghĩa ngăn chặn những cái tên khác không chính xác hay được dùng vào những mục đích không hay”.

Nhiệt độ Châu Nam Cực ở mức cao kỷ lục, băng tan ở khắp nơi

tinybook tinybook 6 ngày 17 giờ
Nhiệt độ Châu Nam Cực ở mức cao kỷ lục, băng tan ở khắp nơi
Nhìn chung, băng tan tại các vùng cực với tốc độ ngày một nhanh là điều hết sức đáng báo động.

Biến đổi khí hậu đã đang khiến dòng biển chảy nhanh hơn, các nhà khoa học vẫn bối rối không biết tác hại sẽ ra sao

tinybook tinybook 1 tuần 12 giờ
Biến đổi khí hậu đã đang khiến dòng biển chảy nhanh hơn, các nhà khoa học vẫn bối rối không biết tác hại sẽ ra sao
Một tác động to lớn khác của biến đổi khí hậu vừa được công bố: Tốc độ chảy của biển đang tăng nhanh và nó ảnh hưởng đến Trái Đất rất nhiều.

Bill Gates là người đầu tiên trên Thế giới sắm tàu thủy chạy bằng Hydrogen

tinybook tinybook 1 tuần 13 giờ
Bill Gates là người đầu tiên trên Thế giới sắm tàu thủy chạy bằng Hydrogen
Di chuyển trong 'nhung lụa' nhưng cũng phải nghĩ tới môi trường!

Các nhà khoa học phát triển được khẩu trang phủ muối có thể tiêu diệt mầm bệnh virus

tinybook tinybook 1 tuần 13 giờ
Các nhà khoa học phát triển được khẩu trang phủ muối có thể tiêu diệt mầm bệnh virus
Những tinh thể muối sắc nhọn sẽ "xiên" chết virus.

Bằng kỹ nghệ ngàn năm tuổi, người Nhật tạo ra tờ giấy mỏng nhất thế giới

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Bằng kỹ nghệ ngàn năm tuổi, người Nhật tạo ra tờ giấy mỏng nhất thế giới
Những bước xử lý giấy đã được lưu truyền qua nhiều thế hệ nghệ nhân.

Những chiếc hố khoan sâu nhất thế giới, cùng cuộc đua vào sâu trong lòng đất giữa các quốc gia

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Những chiếc hố khoan sâu nhất thế giới, cùng cuộc đua vào sâu trong lòng đất giữa các quốc gia
Mỹ là quốc gia chiến thắng trong cuộc đua đến với mặt trăng, còn Nga lại là kẻ dẫn đầu trong cuộc đua tiến vào lòng đất.

Virus corona mới có thể lây truyền qua khí dung: Chuyên gia hóa học phân tích chi tiết các vấn đề mọi người cần nắm rõ

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Virus corona mới có thể lây truyền qua khí dung: Chuyên gia hóa học phân tích chi tiết các vấn đề mọi người cần nắm rõ
Mới đây, trang thông tin chính thống của Trung Quốc Tân Hoa Xã nhận định, khí dung (aerosol) có thể giúp virus corona mới phát tán rộng nếu người hít phải hạt bụi khí chứa loại virus này khiến nhiều người hoang mang.

Trước khi có kiến cánh để cưỡi, Ant-Man đã phải dùng tới ... dây chun để bay trong không khí

tinybook tinybook 1 tuần 1 ngày
Trước khi có kiến cánh để cưỡi, Ant-Man đã phải dùng tới ... dây chun để bay trong không khí
Một trong những phương tiện mà anh đã sử dụng để di chuyển chính là các chú kiến cánh với khả năng bay.

Italia nghiên cứu dùng công nghệ in 3D để tạo ra 'thịt chay', hướng đến giải quyết vấn đề khủng hoảng lương thực trong tương lai

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Italia nghiên cứu dùng công nghệ in 3D để tạo ra thịt chay, hướng đến giải quyết vấn đề khủng hoảng lương thực trong tương lai
Theo nhóm nghiên cứu, chi phí cho việc in 100g thịt bằng công nghệ này chỉ khoảng 3 USD, không quá cao so với việc mua thịt trực tiếp trong siêu thị.

Tại Trung Đông, gà rán KFC cũng trở thành mặt hàng để người ta đánh đổi cả tính mạng để buôn lậu

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Tại Trung Đông, gà rán KFC cũng trở thành mặt hàng để người ta đánh đổi cả tính mạng để buôn lậu
Gà rán KFC hay các món đồ ăn nhanh đã quá quen thuộc đối với chúng ta, nhưng có lẽ tại Trung Đông đây lại là những món đồ ăn nhanh "chậm" nhất trên thế giới.

Trong Vũ trụ DC, đây là ba nhân vật có thể chạy nhanh hơn cả Flash

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Trong Vũ trụ DC, đây là ba nhân vật có thể chạy nhanh hơn cả Flash
Vẫn có một vài người đã vượt qua và cho Barry thấy rằng mình vẫn luôn luôn phải nỗ lực trong cuộc chiến công lý.

Nếu hút hết nước khỏi biển, Trái Đất sẽ trông như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Nếu hút hết nước khỏi biển, Trái Đất sẽ trông như thế nào?
Dãy núi dài nhất thế giới có đến 90% bộ phận nằm dưới biển, những cầu nối liên kết các lục địa,... đều được bật mí trong đoạn video của NASA này.

Dòng biển ấm chảy bên dưới băng Bắc Cực đang "đun chảy" lớp băng dày, có thể khiến nước biển dâng cả mét

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Dòng biển ấm chảy bên dưới băng Bắc Cực đang "đun chảy" lớp băng dày, có thể khiến nước biển dâng cả mét
Nước biển dâng là do băng tan, nhưng băng tan lại cũng chính là vì nước biển nằm sâu phía dưới

The New York Times: Khẩu trang y tế trên toàn cầu đang được bổ sung số lượng như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
The New York Times: Khẩu trang y tế trên toàn cầu đang được bổ sung số lượng như thế nào?
Các nhà máy sản xuất khẩu trang trên khắp thế giới hoạt động 24 giờ một ngày, 7 ngày một tuần để đảm bảo nguồn cung mặt hàng này.

Bác sĩ 'đi trước thời đại' Wu Lien-teh - người ngăn chặn đại dịch viêm phổi giết chết hàng ngàn sinh mạng cách đây hơn 1 thế kỷ

tinybook tinybook 1 tuần 2 ngày
Bác sĩ đi trước thời đại Wu Lien-teh - người ngăn chặn đại dịch viêm phổi giết chết hàng ngàn sinh mạng cách đây hơn 1 thế kỷ
Trong giai đoạn còn chưa có thuốc kháng sinh, vị lương y họ Wu vẫn có những biện pháp tiến bộ, đi trước thời đại để ngăn chặn một dịch bệnh đã khiến 60.000 người tử vong.

Người Trung Quốc dùng ứng dụng nào đối phó virus Corona?

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Người Trung Quốc dùng ứng dụng nào đối phó virus Corona?
Khi dịch viêm phổi cấp do virus Corona mới gây ra tiếp tục lan rộng, các hãng công nghệ Trung Quốc đã ra mắt nhiều nền tảng, dịch vụ cung cấp thông tin xác thực về căn bệnh này.

Yang's Tiger: Sư tử bản địa của Trung Quốc, nhưng lại được gọi là hổ

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Yangs Tiger: Sư tử bản địa của Trung Quốc, nhưng lại được gọi là hổ
Yang's Tiger hay còn có một tên gọi khác là Panthera Youngi, chúng là một loài sư tử cổ đại đã tuyệt chủng và sống cách đây khoảng 35.000 năm tại Đông Bắc của Trung Quốc.

Tin vui: Việt Nam nuôi cấy và phân lập thành công virus Corona mới

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Tin vui: Việt Nam nuôi cấy và phân lập thành công virus Corona mới
Một tin vui cho Việt Nam khi ngày hôm nay (7/2), Viện vệ sinh dịch tễ Trung ương đã nuôi cấy và phân lập thành công virus corona mới.

Bác sĩ 'đi trước thời đại' Wu Lien-teh - người ngăn chặn đại dịch viêm phổi giết chết hàng ngàn sinh mạng cách đây hơn 1 thế kỷ

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Bác sĩ đi trước thời đại Wu Lien-teh - người ngăn chặn đại dịch viêm phổi giết chết hàng ngàn sinh mạng cách đây hơn 1 thế kỷ
Trong giai đoạn còn chưa có thuốc kháng sinh, vị lương y họ Wu vẫn có những biện pháp tiến bộ, đi trước thời đại để ngăn chặn một dịch bệnh đã khiến 60.000 người tử vong.

Chế tạo đai ốc bánh xe bằng in 3D, Ford biến việc trộm bánh xe trở thành điều không tưởng

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Chế tạo đai ốc bánh xe bằng in 3D, Ford biến việc trộm bánh xe trở thành điều không tưởng
Ford tin rằng, với các đai ốc bánh xe chống trộm làm từ vật liệu in 3D này, nạn trộm cắp bánh xe sẽ tự biến mất.

Bạn đừng quá lo lắng, Châu Á chúng ta đã đẩy lùi được tới BA đại dịch cúm trong quá khứ

tinybook tinybook 1 tuần 3 ngày
Bạn đừng quá lo lắng, Châu Á chúng ta đã đẩy lùi được tới BA đại dịch cúm trong quá khứ
Những bài học trong quá khứ sẽ dạy được chúng ta rất nhiều điều trong cuộc chiến chống nCoV hiện tại.

Loài kỳ giông "lười" nhất quả đất: 7 năm mới thèm di chuyển một lần, ăn một bữa no một thập kỷ

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Loài kỳ giông "lười" nhất quả đất: 7 năm mới thèm di chuyển một lần, ăn một bữa no một thập kỷ
Chúng chỉ di chuyển khi thèm ăn và khi thèm ... giao phối.

Sau hơn 500 năm, bí mật ẩn dưới kiệt tác nổi tiếng của Leonardo da Vinci cuối cùng đã được giải mã

tinybook tinybook 1 tuần 4 ngày
Sau hơn 500 năm, bí mật ẩn dưới kiệt tác nổi tiếng của Leonardo da Vinci cuối cùng đã được giải mã
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Imperial College London (Anh) và Phòng trưng bày Quốc gia Anh tuyên bố đã vén màn thành công bí ẩn hàng trăm năm qua do danh họa người Ý Leonardo da Vinci tạo ra trong bức tranh "Virgin of the rocks"

Đã có cách chế tạo pin năng lượng có thể tạo ra điện vào ban đêm mà không cần tới ánh sáng Mặt Trời

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Đã có cách chế tạo pin năng lượng có thể tạo ra điện vào ban đêm mà không cần tới ánh sáng Mặt Trời
Nhờ ứng dụng nguyên lý hoàn toàn ngược lại với các tấm pin năng lượng Mặt Trời, các nhà khoa học đã tạo ra được những tấm pin có khả năng tạo ra năng lượng vào ban đêm.

Israel chế tạo thành công khẩu trang có thể diệt virus corona, tái sử dụng 100 lần

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Israel chế tạo thành công khẩu trang có thể diệt virus corona, tái sử dụng 100 lần
Một công ty tại Israel tuyên bố đã phát triển được một loại khẩu trang diệt virus, vi khuẩn, nấm độc ngay khi chúng tiếp xúc với lớp vải của khẩu trang.

Các nhà khoa học phát triển mặt nạ tích hợp màn hình, giúp lính cứu hỏa có thể “nhìn xuyên” màn khói dày đặc

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Các nhà khoa học phát triển mặt nạ tích hợp màn hình, giúp lính cứu hỏa có thể “nhìn xuyên” màn khói dày đặc
Loại mặt nạ phòng độc kết hợp với màn hình của các nhà khoa học Mỹ có thể hiển thị chính xác các vật thể ở đằng sau màn khói lửa vô cùng nguy hiểm.

Tốc độ lây lan của chủng mới của virus corona nhanh như thế nào?

tinybook tinybook 1 tuần 5 ngày
Tốc độ lây lan của chủng mới của virus corona nhanh như thế nào?
Số lượng người nhiễm 2019-nCoV đã lên tới hơn 24.000 người.

Bọ ngựa 30 triệu năm tuổi được bảo quản hoàn hảo trong mảnh hổ phách

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Bọ ngựa 30 triệu năm tuổi được bảo quản hoàn hảo trong mảnh hổ phách
Hổ phách thường có nhiều màu khác nhau, nhưng màu phổ biến nhất là màu vàng nâu, chúng được xem là "bảo tàng lưu trữ" các loại côn trùng thời cổ đại với khả năng bảo quản gần như hoàn hảo.

Đây là 3 thói quen của những thiên tài bạn cũng có thể áp dụng để làm mình thông minh hơn

tinybook tinybook 1 tuần 6 ngày
Đây là 3 thói quen của những thiên tài bạn cũng có thể áp dụng để làm mình thông minh hơn
Tất cả chỉ tốn 1 tiếng mỗi ngày mà thôi.
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat