Trung Quốc phát triển vật liệu giúp cửa sổ sản xuất điện
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nam Kinh (Nanjing University), Trung Quốc đã phát triển một loại vật liệu đặc biệt, có thể biến cửa sổ kính thông thường thành nguồn phát điện mà không làm mất đi độ trong suốt của cửa sổ.
Đây là thông tin chi tiết về phát minh này:
1. Tên gọi và Cơ chế hoạt động
- Tên công nghệ: Bộ tập trung năng lượng mặt trời nhiễu xạ tinh thể lỏng cholesteric (Cholesteric Liquid Crystal Diffractive-type Solar Concentrator – CUSC).
- Vật liệu chính: Công nghệ sử dụng nhiều lớp tinh thể lỏng cholesteric (CLC), một loại vật liệu mà mắt người thường thấy trong suốt.
- Nguyên lý:
- Không giống pin mặt trời trong suốt truyền thống thường hấp thụ ánh sáng và làm giảm tầm nhìn, CUSC hoạt động bằng cách sử dụng hiện tượng nhiễu xạ để chọn lọc hướng và bẻ cong ánh sáng Mặt Trời (thường là ánh sáng xanh lá cây) về phía các cạnh của ô cửa sổ.
- Tại các cạnh cửa sổ (nơi không ảnh hưởng đến tầm nhìn), các tế bào quang điện (PV) nhỏ được lắp đặt để thu nhận ánh sáng tập trung này và chuyển hóa thành điện năng.
2. Ưu điểm nổi bật
- Độ trong suốt cao: Thiết bị đạt độ truyền sáng trung bình khoảng 64,2% và chỉ số hoàn màu (Color Rendering Index – CRI) là 91,3%, giúp cửa sổ gần như giữ được vẻ ngoài tự nhiên và không gây biến dạng hình ảnh.
- Hiệu suất và Tiềm năng:
- Có khả năng thu thập tới 38,1% năng lượng ánh sáng xanh lá cây chiếu vào.
- Mô hình giả lập cho thấy một tấm kính CUSC rộng có thể tập trung ánh sáng mạnh gấp 50 lần so với cường độ ánh sáng bình thường tại rìa kính.
- Khả năng mở rộng: Công nghệ này được cho là có thể sản xuất hàng loạt thông qua quy trình cuộn-cuộn (roll-to-roll), hứa hẹn tiềm năng ứng dụng lớn trong ngành xây dựng.
3. Ý nghĩa ứng dụng
- Công nghệ này mở ra khả năng biến các tòa nhà cao tầng, nơi có diện tích kính lớn, thành các nhà máy điện mặt trời “vô hình” mà không cần lắp đặt thêm các tấm pin truyền thống cồng kềnh.
- Nó là một bước đột phá quan trọng trong việc tích hợp năng lượng sạch vào kiến trúc đô thị (BIPV – Building-Integrated Photovoltaics), giúp các thành phố đạt mục tiêu giảm phát thải và tự chủ năng lượng.
