Những công nghệ sản xuất điện năng triển vọng (10/03/2017)
Thông tin nhiều người biết đến là biến năng lượng mặt trời thành điện năng. Hầu hết năng lượng các nguồn năng lượng tái tạo trên trái đất đều xuất phát từ mặt trời. Mặt trời làm ấm, chiếu sáng và cung cấp cho chúng ta nhiều dưỡng chất. Năng lượng gió và sóng là những nguồn năng lượng sạch, nhưng chúng cũng là năng lượng mặt trời gián tiếp.
Năng lượng mặt trời cung cấp nhiệt lượng và ánh sáng, nó có tính chất của sóng và hạt. Mặt trời như một lò hạt nhân, nó chuyển đổi hydro thành heli thông qua phản ứng tổng hợp hạt nhân. Mặt trời giải phóng năng lượng tương đương 100 tỷ bom hydro mỗi giây. Đây là một quá trình rất hiệu quả, chuyển đổi trực tiếp khối lượng thành năng lượng thông qua phương trình nổi tiếng của Albert Einstein: E = MC2 trong đó E là năng lượng, M là khối lượng và C là tốc độ của ánh sáng. Tốc độ của ánh sáng là 186.000 dặm mỗi giây, đây là tốc độ nhanh nhất trong vũ trụ. Một khối lượng nhỏ cũng có thể tạo ra một lượng lớn năng lượng. Với việc sử dụng pin mặt trời, bạn có thể tận dụng được một nguồn năng lượng sạch và có khả năng tái tạo, đồng thời giảm được một lượng lớn chi phí tiền điện hàng tháng.
Tại Australia, các nhà khoa học đã nghiên cứu năng lượng mặt trời đạt hiệu suất chuyển đổi ánh nắng mặt trời thành điện năng ở mức 40%, đây là hiệu suất chuyển đổi cao nhất từ trước đến nay. Trước đây, vào năm 1989, hệ thống pin quang điện mặt trời đầu tiên chỉ đạt hiệu suất chuyển đổi 20%.
Vào năm 2015, các nhà khoa học Anh đã giới thiệu mô hình nhà vệ sinh có thể biến đổi nước tiểu thành điện năng, nhằm áp dụng trong các trại tị nạn. Thiết bị chuyển đổi năng lượng được đặt ngay bên dưới sàn nhà và có thể nhìn thấy từ bên ngoài. Nước tiểu sẽ là nguyên liệu cho các "pin nhiên liệu vi sinh vật" dùng để phát điện. Giáo sư Ioannis Ieropoulos - trưởng nhóm chuyên gia, cho biết, nghiên cứu này từng gây tiếng vang lớn vào năm 2013 khi các nhà khoa học chứng minh được rằng MFC có thể sử dụng cho điện thoại di động.
Tại Mỹ, dự án Hydro Green Energy theo công nghệ sản xuất điện thủy lực cũng đã được xây dựng thử nghiệm. Thủy điện được xem là nguồn năng lượng sạch nhưng phần đóng góp còn tương đối nhỏ. Ví dụ, tại Mỹ thủy điện mới chỉ cung cấp khoảng 7% nhu cầu điện. Hiện con người mới sản xuất được 31 GW và đến năm 2050 có thể tăng lên 67 GW. Công nghệ được xem là mang tính khả thi nhất là công nghệ thủy động lực, sản xuất điện năng từ động lực của nguồn nước chảy tự do.
Hiện nay ethanol được xem là khá phổ biến nhưng trong tương lai người ta sẽ sử dụng các loại vật liệu hữu cơ có tiềm năng năng lượng lớn hơn như mía, tảo, nước thải để tạo sản xuất các loại nhiên liệu dùng cả cho giao thông lẫn ngành điện. Hiện thế giới mới sản xuất khoảng 643.000 thùng nhiên liệu sinh học mỗi ngày và đến năm 2050 có thể tăng lên 3,4 triệu thùng/ngày. Đồng thời, một nhóm các nhà khoa học ở Đại học Pennsylsivania, Mỹ, cũng đang nghiên cứu sản xuất một loại nhiên liệu sinh học hoàn hảo, không gây ô nhiễm môi trường. Để cho ra đời loại nhiên liệu này, họ đã tiến hành nghiên cứu quá trình tạo methanol, hợp chất chính có trong khí thiên nhiên.
Ngoài ra, còn có một số công nghệ như: Sản xuất điện từ sóng biển và thủy triều dưới lòng đại dương, công nghệ sản xuất điện nguyên tử an toàn, hoàn toàn không chứa cácbon, công nghệ sản xuất điện từ nhiên liệu hóa thạch sạch, công nghệ năng lượng địa nhiệt…
Thu Hiền