Nhờ ứng dụng ống nano carbon, pin Mặt Trời mới có thể chuyển hóa nhiệt thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện, hiệu năng lên được tới 80%

Nhờ ứng dụng ống nano carbon, pin Mặt Trời mới có thể chuyển hóa nhiệt thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện, hiệu năng lên được tới 80%
Theo: Dink Theo Trí Thức Trẻ
Thể loại: Khoa Học Công Nghệ
Đột phá ngành năng lượng Mặt Trời sẽ cho phép ta tận dụng nguồn năng lượng khổng lồ "từ trên trời rơi xuống".

Công nghệ chuyển ánh sáng thành năng lượng quả thật là thành tựu lớn của nhân loại, nhưng đáng buồn là ta chưa tối ưu hóa được nó: phần lớn năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt. Kết quả là hiệu năng của những tấm pin Mặt Trời ta thường thấy chỉ đạt 11-12%. 

Hiển nhiên, các nhà nghiên cứu đều giật mình khi thấy xuất hiện công nghệ pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng có thể lên tới 80%.

Nhờ ứng dụng ống nano carbon, pin Mặt Trời mới có thể chuyển hóa nhiệt thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện, hiệu năng lên được tới 80% - Ảnh 1.

Thiết kế pin Mặt Trời mới sử dụng một dãy ống nano carbon làm tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt mang bức xạ cực tím. Thiết bị sẽ đẩy lượng năng lượng ấy dưới dạng ánh sáng mang một bước sóng khác, có thể được “tái chế” thành điện.

“Các hạt photon nhiệt vẫn là photon thôi, chỉ khác ở chỗ nó phát ra từ một vật thể nóng”, kỹ sư Jinichiro Kono tới từ Đại học Rice giải thích. “Nếu bạn sử dụng camera hồng ngoại để quan sát một vật thể có nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Có được hình ảnh đó là do camera bắt được những photon bị kích thích bởi nhiệt đó”.

Bức xạ hồng ngoại chính là thứ khiến cho ánh nắng Mặt Trời mang nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang phổ điện từ của nó cũng tương tự sóng vô tuyến hay tia X vậy. Bếp gas, lửa trại hay thậm chí con mèo đang nằm trên đùi bạn cũng phát ra bức xạ hồng ngoại. 

Về cơ bản, bất cứ thứ gì tỏa nhiệt sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại.

Nhờ ứng dụng ống nano carbon, pin Mặt Trời mới có thể chuyển hóa nhiệt thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện, hiệu năng lên được tới 80% - Ảnh 2.

Đây là lớp ống nano carbon với khả năng giữ photon nhiệt và giảm băng thông của chúng, biến chúng thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện.

Kỹ sư Gururaj Naik giải thích thêm: “Vấn đề nằm ở chỗ bức xạ nhiệt lại có băng thông rộng, trong khi đó công nghệ chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả khi nguồn phát có băng thông hẹp. Khó khăn nằm ở chỗ phải ép photon ánh sáng vốn có băng thông rộng đi qua một cánh cửa hẹp”.

Hệ thống mới khác biệt nhờ ứng dụng một lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ công nghệ đã được một đội ngũ khác thử nghiệm năm 2016. Một trong những đặc tính khiến người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ có thể đi theo một hướng. 

Thuộc tính trên gây ra một hiệu ứng có tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện một chiều. Điều này có nghĩa rằng photon nhiệt sẽ có thể đi vào thiết bị từ bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở một lối duy nhất.

Từ đó, quá trình chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.

Nhờ ứng dụng ống nano carbon, pin Mặt Trời mới có thể chuyển hóa nhiệt thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện, hiệu năng lên được tới 80% - Ảnh 3.

Đội ngũ tới từ Đại học Rice đã chế tạo thành công thiết bị chứng minh được khái niệm vừa nêu. Lớp ống nano carbon có thể chịu được nhiệt độ lên tới 700 độ C, nhưng đây vẫn chưa phải giới hạn trên của nó: trên lý thuyết, ống nano carbon có thể hứng chịu nhiệt lên tới 1.600 độ C.

Thử nghiệm đã thành công bước đầu, hệ thống đã có thể giảm băng thông của photon nhiệt và tạo ra ánh sáng. Bước tiếp theo sẽ là tái sử dụng số ánh sáng đó, chuyển hóa thành điện năng. 

Bằng viết ép toàn bộ lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi có thể tiếp tục sản xuất điện một cách hiệu quả. Theo dự đoán ban đầu, hiệu năng hệ thống năng lượng Mặt Trời mới có thể đạt mốc 80%”, nhà nghiên cứu Naik nói.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên ACS Photonics.

Tham khảo ScienceAlert, Rice Edu

Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Các nhà khoa học tạo ra thủy tinh dẻo, chỉ có thể uốn cong chứ không thể vỡ
Muốn thủy tinh có được độ dẻo, điều kiện tiên quyết là nó phải cực kỳ tinh khiết và hoàn hảo.

Soi chiếc xe "đậm chất công nghệ" trong MV mới của Rhymastic và Phương Ly

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Soi chiếc xe "đậm chất công nghệ" trong MV mới của Rhymastic và Phương Ly
Không chỉ hút "view" bằng beat nhạc cực chất và câu chuyện thật của hai nghệ sĩ, MV "Đâu chịu ngồi yên" của Phương Ly và Rhymastic còn khiến khán giả thích thú với chiếc xe lạ vô cùng hiện đại xuất hiện trong MV.

Ly kỳ vụ trộm báu vật cổ hàng chục ngàn tỷ rúng động cả thế giới

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Ly kỳ vụ trộm báu vật cổ hàng chục ngàn tỷ rúng động cả thế giới
Một nhóm trộm táo tợn vừa đột nhập vào một bảo tàng của Đức, lấy đi các món đồ trang sức cổ gắn đá quý, ước tính trị giá tới 1 tỷ Euro (gần 25,6 ngàn tỷ đồng). Sự cố đang gây rúng động toàn châu Âu.

Thụy Sĩ công bố loại ô nhiễm hết sức kinh khủng đến từ... những chiếc lốp xe, và nó không giống như những gì bạn đang tưởng tượng

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Thụy Sĩ công bố loại ô nhiễm hết sức kinh khủng đến từ... những chiếc lốp xe, và nó không giống như những gì bạn đang tưởng tượng
Lốp xe gây ô nhiễm kiểu gì? Lốp phế thải chỉ là một phần của câu chuyện thôi.

Tai nạn hi hữu: Quả ngư lôi vừa bắn ra đã quay ngoắt lại, trúng vào chính chiếc tàu ngầm vừa khai hỏa

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Tai nạn hi hữu: Quả ngư lôi vừa bắn ra đã quay ngoắt lại, trúng vào chính chiếc tàu ngầm vừa khai hỏa
Trong suốt Thế chiến thứ hai, tàu ngầm của hải quân Mỹ thường bị ảnh hưởng bởi một loạt các vấn đề như ngư lôi kích nổ sớm hay đo độ sâu không chính xác. Nổi tiếng nhất là lỗi ngư lôi tự quay trở lại tàu ngầm vừa khai hỏa.

Màn tranh luận có một không hai: Robot "cãi nhau" xem AI có lợi hay có hại, con người ngồi nghe và đánh giá

tinybook tinybook 2 tuần 2 ngày
Màn tranh luận có một không hai: Robot "cãi nhau" xem AI có lợi hay có hại, con người ngồi nghe và đánh giá
Suy nghĩ của bạn ra sao? Trí tuệ nhân tạo có lợi hay có hại?

Mỏ sản xuất nhiều đá cẩm thạch nhất thế giới, giá trị 1,1 tỷ USD

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Mỏ sản xuất nhiều đá cẩm thạch nhất thế giới, giá trị 1,1 tỷ USD
Mỏ đá này thậm chí còn được dùng làm phim trường cho một bộ phim James Bond

90% những ông lớn ngành xe đang cười vào mặt thiết kế xe Cybertruck quái dị của Elon Musk, thậm chí còn khẳng định "xe này phạm luật" từ đầu

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
90% những ông lớn ngành xe đang cười vào mặt thiết kế xe Cybertruck quái dị của Elon Musk, thậm chí còn khẳng định "xe này phạm luật" từ đầu
Hầu hết mọi yếu tố của Cybertruck đều là điểm cộng, ngoại trừ ... vẻ ngoài của nó.

Hỏi khó: Làm thế nào để đánh bại Flash, siêu anh hùng nhanh nhất nhì lịch sử truyện tranh?

tinybook tinybook 2 tuần 3 ngày
Hỏi khó: Làm thế nào để đánh bại Flash, siêu anh hùng nhanh nhất nhì lịch sử truyện tranh?
Tham khảo Batman chăng? Cái gã mặc đồ dơi, tính tình quái gở mà dựng lên từng kế hoạch để đánh bại mọi thành viên Justice League ấy?

Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụp đổ của một trong những đế chế cổ đại quyền lực nhất lịch sử loài người

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Biến đổi khí hậu dẫn tới sự sụp đổ của một trong những đế chế cổ đại quyền lực nhất lịch sử loài người
Đế quốc Assyria từng là một trong những đế chế lớn nhất và hùng mạnh nhất của thế giới cổ đại nhưng giờ đây các nhà khoa học tin rằng, đế chế này đã biến mất chỉ vì biến đổi khí hậu.

Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: một công-te-nơ "chứa đủ điện" cho 3-4 hộ gia đình cùng dùng

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Giải pháp ứng phó thiên tai của tương lai: một công-te-nơ "chứa đủ điện" cho 3-4 hộ gia đình cùng dùng
CEO của Boxpower, Angelo Campus tin rằng hệ thống này sẽ sớm có mặt trên mọi miền nước Mỹ cũng như trên toàn thế giới.

100 năm lời nguyền táo đỏ: Con người đã ép những quả táo phải đỏ, ngày càng phải đỏ

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
100 năm lời nguyền táo đỏ: Con người đã ép những quả táo phải đỏ, ngày càng phải đỏ
Giống táo Red Delicious được giới thiệu vào năm 1921, kể từ đó, chúng ta bắt đầu nghĩ: Cứ táo là phải đỏ.

Chống biến đổi khí hậu: Một con cá voi đáng giá bằng hàng vạn cây xanh

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Chống biến đổi khí hậu: Một con cá voi đáng giá bằng hàng vạn cây xanh
5 triệu con cá voi có thể hấp thụ CO2 tương đương với 4 khu rừng Amazon.

Làm ra thịt từ không khí: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Làm ra thịt từ không khí: Nghe qua tưởng vô lý nhưng khoa học đã thực hiện thành công điều không tưởng này
Bằng cách tái sử dụng khí CO2 do các phi hành gia thải ra trong không gian kín của tàu con thoi, công nghệ của NASA cho phép chế biến khí CO2 thành thực phẩm.

Từng có đến 9 chủng loài người trên Trái đất nhưng nay chỉ còn 1 - phải chăng người hiện đại đã tàn sát tất cả?

tinybook tinybook 2 tuần 4 ngày
Từng có đến 9 chủng loài người trên Trái đất nhưng nay chỉ còn 1 - phải chăng người hiện đại đã tàn sát tất cả?
Các bằng chứng lịch sử cho thấy người tinh khôn - Homo Sapien dường như đã tuyệt diệt tất cả các địch thủ khác trên con đường chiếm lĩnh cả hành tinh của mình.

Victor Lustig, kẻ lừa đảo khét tiếng đã hai lần bán tháp Eiffel

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Victor Lustig, kẻ lừa đảo khét tiếng đã hai lần bán tháp Eiffel
Những câu chuyện nức tiếng về Victor Lustig khiến bạn phải thốt lên: Làm sao nạn nhân lại cả tin đến thế cơ chứ! Dù nghe hoang đường đến mấy, những phi vụ này đều có thực.

Tại sao côn trùng lại có kích thước nhỏ bé như vậy? Vì sao con gián mất đầu mà vẫn có thể sống và hô hấp bình thường?

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Tại sao côn trùng lại có kích thước nhỏ bé như vậy? Vì sao con gián mất đầu mà vẫn có thể sống và hô hấp bình thường?
Chắc hẳn hồi còn bé ai cũng từng một lần giết những con côn trùng và chắc hẳn sẽ có một vài người cảm thấy tò mò về những chất có màu trắng hay vàng thoát ra thay vì máu như trên cơ thể con người.

Dùng vệ tinh chụp từ trên cao, phát hiện một loạt hình vẽ 'siêu to khổng lồ' đầy bí ẩn nằm ngay giữa sa mạc ở Peru

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Dùng vệ tinh chụp từ trên cao, phát hiện một loạt hình vẽ siêu to khổng lồ đầy bí ẩn nằm ngay giữa sa mạc ở Peru
Với sự giúp đỡ của vệ tinh và trí tuệ nhân tạo, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một loạt hình vẽ bí ẩn có kích thước khổng lồ nằm ở giữa một sa mạc ở Peru.

10 vũ khí trong đa vũ trụ DC đủ sức để đánh bại cả các vị thần

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
10 vũ khí trong đa vũ trụ DC đủ sức để đánh bại cả các vị thần
Vị thế của những ông thần này được đánh giá bởi sức mạnh, sự vĩ đại và sức sống bất tử. Nhưng trong vũ trụ của DC, ngay cả thần cũng không tránh khỏi cái chết.

Phát hiện dấu vết của đường trong thiên thạch có niên đại 5 tỷ năm tuổi, vén màn bí ẩn về quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Phát hiện dấu vết của đường trong thiên thạch có niên đại 5 tỷ năm tuổi, vén màn bí ẩn về quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất
Liệu rằng loài người chúng ta - một trong những "hậu duệ" của sự sống nguyên sơ - có nguồn gốc từ ngoài Trái Đất?

Cybertruck được lấy cảm hứng từ chiếc xe của James Bond năm 1977, Elon Musk đã mua vào năm 2013

tinybook tinybook 2 tuần 5 ngày
Cybertruck được lấy cảm hứng từ chiếc xe của James Bond năm 1977, Elon Musk đã mua vào năm 2013
Elon Musk thích chiếc xe của 007 đến mức tự bỏ tiền ra tậu hẳn hàng xịn tại một cuộc đấu giá năm 2013.

Nhà thiết kế hô biến những container chở hàng thô kệch thành ngôi nhà mơ ước

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Nhà thiết kế hô biến những container chở hàng thô kệch thành ngôi nhà mơ ước
Bằng cách xếp chồng 11 container chồng lên nhau, nhà thiết kế Will Breaux đã tạo ra được một dãy nhà ba tầng ấn tượng và sự bất ngờ không chỉ nằm ở thiết kế bên ngoài mà còn nằm nội thất cực sang chảnh bên trong.

Nhóm nghiên cứu công bố bằng chứng khẳng định sự tồn tại của một lực thứ năm, hứa hẹn đảo lộn nền Vật lý mà ta vẫn biết

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Nhóm nghiên cứu công bố bằng chứng khẳng định sự tồn tại của một lực thứ năm, hứa hẹn đảo lộn nền Vật lý mà ta vẫn biết
Vẫn như mọi khi, cần thêm nhiều thử nghiệm và kết quả khác để có thể đảo lộn cả nền vật lý.

Những ‘vũ khí’ lợi hại của YADEA G5 - Tân binh xe máy điện đang khiến giới trẻ Việt tò mò

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Những ‘vũ khí’ lợi hại của YADEA G5 - Tân binh xe máy điện đang khiến giới trẻ Việt tò mò
YADEA G5 là mẫu xe máy điện được kỳ vọng sẽ thu hút nhiều bạn trẻ Việt đang tìm kiếm phương tiện 2 bánh cá tính đồng hành trong cuộc sống năng động.

Top 10 nhân vật Marvel phù hợp cho những bộ phim kinh dị

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Top 10 nhân vật Marvel phù hợp cho những bộ phim kinh dị
Marvel không hề thiếu những "tài năng bẩm sinh" cho những bộ phim kinh dị.

Khoa học chứng kiến luồng ánh sáng chói nhất Vũ trụ, sinh ra bởi vụ nổ tia gamma mạnh gấp hàng tỷ lần Mặt Trời, xảy ra cách Trái Đất 5 tỷ năm ánh sáng

tinybook tinybook 2 tuần 6 ngày
Khoa học chứng kiến luồng ánh sáng chói nhất Vũ trụ, sinh ra bởi vụ nổ tia gamma mạnh gấp hàng tỷ lần Mặt Trời, xảy ra cách Trái Đất 5 tỷ năm ánh sáng
Nếu Trái Đất mà trúng phải tia này, chúng ta đã "tèo" cả rồi ...

Chỉ làm mỗi việc bật tắt dòng điện, các bóng bán dẫn thực hiện việc tính toán như thế nào?

tinybook tinybook 3 tuần 11 giờ
Chỉ làm mỗi việc bật tắt dòng điện, các bóng bán dẫn thực hiện việc tính toán như thế nào?
Làm thế nào chỉ với việc bật tắt dòng điện đi qua bóng bán dẫn, các bộ xử lý có thể thực hiện được các phép tính cũng như các tác vụ phức tạp khác?

Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực

tinybook tinybook 3 tuần 12 giờ
Sử dụng mạng neural nhân tạo, viện nghiên cứu Nga đọc được tín hiệu não bộ, dịch nó thành hình ảnh trong thời gian thực
Đây là bước đệm để phát triển một giao diện não bộ - máy tính hiệu quả trong tương lai.

Nghiên cứu hóa thạch mới khẳng định rắn từng có 2 chân

tinybook tinybook 3 tuần 18 giờ
Nghiên cứu hóa thạch mới khẳng định rắn từng có 2 chân
Suốt 160 năm, chúng ta đã đặt ra những giả thuyết sai lầm trong quá trình tiến hóa của loài rắn.

Cựu khoa học gia của NASA tuyên bố tìm thấy côn trùng sống trên Sao Hỏa

tinybook tinybook 3 tuần 20 giờ
Cựu khoa học gia của NASA tuyên bố tìm thấy côn trùng sống trên Sao Hỏa
Đó có phải là một con côn trùng có chân, mắt và các khoang cơ thể rõ ràng?
tinybook Công Nghệ Thông Tin








Chat