897 lượt xemNhững phát minh mới trong ngành tái tạo năng lượng và vật liệu xây dựng được mong chờ nhất trong năm 2017 là gì? Đó chính là 5 loại vật liệu “thần kì” dưới đây.
Phần 1: Những loại vật liệu đáng mong chờ nhất 2017 (phần 1)
3. Con đường năng lượng mặt trời - Solar-Harvesting Roads
Con đường của tương lai
Công nghệ tái tạo năng lượng tiếp tục gặt hái được nhiều thành công ngoài mong đợi khi người ta kết hợp giữa tấm năng lượng mặt trời và hệ thống hạ tầng giao thông. Một ví dụ điển hình như Idaho nơi đặt trụ sở chính của công ty Đường mặt trời (Solar Roadway Company) đã được lát những tấm lát sàn hình lục giác kết hợp giữa pin quang điện và kính cường lực bảo vệ bề mặt. Các tấm lát năng lượng này được kết hợp thêm đèn LED và các yếu tố làm nóng tự động để làm sáng đèn mặt đường cũng nhưlàm tan tuyết.
Pin mặt trời được tích hợp thành những viên đá lát đường hình lục giác
Kính cường lực là lớp bảo vệ ngoài cùng
Một ví dụ khác tạiWattway, một địa điểm sử dụng bề mặt đường năng lượng mặt trời được phát triển bởi Colas – một doanh nghiệp chuyên về xây dựng công trình dân dụng của Pháp. Theo các nhà sản xuất cho biết, các phương tiện giao thông sẽ chỉ sử dụng đến 10% toàn thời gian trong ngày. Trong khi đó, điện năng của mỗi20m2 bề mặt đường sẽđược đề xuất để cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà đặc trưng.
Hình ảnh thi công con đường năng lượng mặt trời tại Pháp
Vật liệu kết hợp linh hoạt khiến cho tấm lát năng lượng chỉ dày có vài milimet. Trong khi còn thiếu nhiều công nghệ và khả năng còn hạn chế, các công ty lớn như Solar Roadways, Colas vẫn có thể áp dụng trực tiếp loại vật liệu lát năng lượng này lên bề mặt vỉa hè hiện tại cũng như thiết kế để phù hợp với sự giãn nở nhiệt của vật liệu lát.
Theo tính toán của họ, một kilomet đường được họlắp đặt tại Normandy, Đức đã tạo ra 280 megawatts mỗi năm.
4. Chất liệu dệt may tạo năng lượng - Power-Generating Textiles
Loại vải có khả năng sạc điện cho các thiết bị điện tử cầm tay
Một chất liệu khác được phát triển trong lĩnh vực tái tạo năng lượng chính là vải vóc. Những tấm vải năng lượng đã từ lâu là mục tiêu các nhà thiết kế và các nhà sản xuất nguyên liệu.
Tuy nhiên những đặc tính còn hạn chế của dây dẫn, linh kiện, sự “dễ vỡ” trong liên kết đã khiến chúng khó để kết hợp với những loại vật liệu mềm dẻo. Cho đến tháng 9/2016, các nhà khoa học tại Học viện công nghệ Georgia đã tuyên bố phát triển thành công loại vật liệu vải có thể hấp thụ năng lượng mặt trời và các nguồn động lực được tạo ra từ sự vận động, va chạm, thay vì tạo ra một vật liệu hạn chế ma sát.
Sự liên kết giữa sợi quang học và sợi ma sát điện tạo nên loại vải năng lượng mới
Họ đã thuê một máy dệt công nghiệp để tạo nên loại vật liệu hoàn toàn mới kết hợp giữa sợi quang học và sợi ma sát điện – đây là loại sợi có thể tạo ra điện năng khi chúng ma sát với loại vật liệu khác. “Loại vải này có tính linh hoạt cao, thông thoáng, nhẹ, và dễ ứng dụng” – Giáo sư nghiên cứu về vật liệu và kĩ thuật Zong Lin Wang tại Học viện Georgia đã tiết lộ trong thông cáo báo chí. Bên cạnh đó, loại vải này còn có giá thành rất thấp, phổ biến, thân thiện với môi trường, độ bền cao, chống nước. Nhưng sản phẩm thời trang được làm từ loại vải này có thể tạo nên một nguồn năng lượng đủ để cung cấp cho một máy phát nhạc MP3, điện thoại di động hoặc các thiết bị điện nhỏ tương tự.
Cắt lớp bề mặt vải năng lượng
Chúng được ứng dụng dễ dàng trong cuộc sông
5. Xây dựng tích hợp hệ thống lọc thải sinh học - Building-Integrated Bioreactors
Ngôi nhà xây dựng tích hợp hệ thống lọc thải sinh học
Mặc dù các tòa nhà hiện nay thường không được phát triển từ sinh khối – nghĩa là sử dụng các dạng vật liệu sinh học có khả năng tái tạo nặng lượng, thì xây dựng tích hợp với tảo – vẫn đang trong quá trình thí nghiệm - trở thành một xu hướng mới.
Công trình nghiên cứu và phát triển bởi Splitterwerk - Tập đoàn thiết kế có trụ sở tại Áo. Họ tiến hành nghiên cứu ứng dụng dựa trên ý niệm về sự phát triển của hệ sinh thái "nông nghiệp đô thị". Đã có một số thử nghiệm tại một vài công trình ở Bồ Đào Nha và Đức. Trong đó tòa nhà 5 tầng tại Đức là một ví dụ nổi bật sử dụng vật liệu sinh học mới này.
Các bề mặt tòa nhà hướng Tây Nam và Đông Nam đều được sự dụng lớp mặt vi tảo. Chúng không mất công sức chăm sóc, không chỉ để sản xuất tạo ra năng lượng mà chúng còn giúp kiểm soát ánh sáng và bóng râm của tòa nhà. Vi tao được đặt trong những khung thép và xếp cạnh nhau thành nhóm. Những tấm vi tảo có độ dày 70cm, cao 270cm và dày 8cm.
Các tấm photobioreactor chứa vi tảo
Những tấm thép chứa vi tảo được gọi là Photobioreactor. Những tấm Photobioreactor được chứa đầy dung dịch nước và CO2 (được thải ra từ cuộc sống hàng ngày) bổ sung liên tục như là một chất dinh dưỡng giúp cho tảo phát triển. Nó được cung cấp cho tảo thông qua một thiết bị bão hòa trực tiếp kết hợp nhiệt điện và vào mạch nước gọi là CHP. Việc sử dụng CHP được kiểm soát khi cần thiết cho sự tăng trưởng của tảo, và một mạng lưới giám sát liên tục kiểm tra tất cả các tham số liên quan đến quá trình này, nó gần như hoàn toàn tự động.
Công trình kiến trúc xanh từ photobioreactor
Lớp vi tảo như một tấm áo thứ hai che chắn ánh nắng cho toàn bộ ngôi nhà đồng thời cũng trở thành tấm màng lọc hấp thu CO2 để phát triển và trả lại khí O2.
Những loại vật liệu mới trên đây hứa hẹn mở ra kỉ nguyên mới của ngành tái tạo năng lượng, tạo nên cuộc sống xanh, trả lại thiên nhiên cho con người. Một cuộc sống tương lai hiện đại nhưng không mất đi sự cân bằng với mẹ thiên nhiên.
Theo Blaine Brownell
