Máy phát điện siêu nhỏ

Các nhà nghiên cứu vừa phát triển một loại máy phát điện siêu nhỏ, có khả năng sản sinh ra dòng điện bằng cách kéo thẳng và thả lần lượt các dây ôxit kẽm được bọc trong một chất nền nhựa dẻo có hai đầu là các điện cực. Máy phát điện này còn được gọi là “bơm tích điện dẻo”. Zhong Lin Wang, Giám đốc của Trung tâm Đặc tính hoá các cấu trúc Nano thuộc Viện Công nghệ Georgia, Mỹ, cho biết, loại bơm tích điện dẻo này tạo ra một cách thức chuyển hoá năng lượng cơ thành năng lượng điện. Nó sẽ là một thiết bị cấp điện mới có khả năng sử dụng trong các cảm ứng sinh học, kiểm soát môi trường, công nghệ quốc phòng và các đồ điện tử gia dụng.

Chiếc máy phát mới này, tạo ra một dòng điện thế dao động tới 45 milivolt, có khả năng chuyển hoá gần 7% năng lượng cơ học tác động trực tiếp lên các dây oxit kẽm thành điện.

Trước đây, nhóm nghiên cứu đã phát triển các máy phát điện nano sử dụng dây nano và các dây phíp nano, nhưng rất khó chế tạo các loại máy này vì nhóm gặp nhiều rắc rối về vấn đề độ ẩm và sự ăn mòn. Loại bơm tích điện dẻo mới của nhóm đã khắc phục được một số điểm yếu của các loại máy trước đó. Nó sẽ cứng hơn, loại bỏ được vấn đề về sự thẩm thấu độ ẩm và độ ăn mòn của các cấu trúc.

Được chế tạo bằng các dây áp điện ôxit kẽm mảnh có đường kính từ 3 tới 5 micron và độ dài từ 200 tới 300 micron, chiếc máy phát điện này không còn phụ thuộc vào các cấu trúc cỡ nano. Các nhà nghiên cứu chọn kích thước lớn để dễ chế tạo nhưng Wang cho biết có thể giảm kích thước này xuống cỡ nano mét.

Các dây kẽm được phát triển bằng phương pháp lắng bay hơi vật lý ở nhiệt độ xấp xỉ 600 độ C. Sử dụng một chiếc kính hiển vi quang học, những sợi dây ôxit kẽm này sau đó sẽ được các nhà nghiên cứu dính lên một tấm màng polyimide mỏng và họ bổ sung hỗn hợp bạc nhão vào hai đầu của các sợi dây để chúng hoạt động như các điện cực. Sau đó, các sợi dây và các điện cực được bọc trong polyimide để bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn và phân huỷ do môi trường.

Để đo dòng điện được tạo ra, các nhà nghiên cứu đã làm cho chất nền và các dây ôxit kẽm chịu một lực uốn cong bằng cơ học theo định kỳ do một cánh tay cơ học được điều khiển bằng động cơ tạo ra. Lực uốn cong tạo ra một sức căng gây ra một trường áp điện tiềm tàng. Sau đó, trường áp điện lại hướng một dòng các electron thành một mạch điện ngoài, tạo ra một dòng tích điện, một chu trình phóng điện và một dòng điện tương ứng.

Trích từ VnExpress