MÁY PHÁT ĐIỆN NHIÊN LIỆU DAO ĐỘNG

Đại học Michigan đã phát triển thành công một máy phát điện nhỏ có thể sản xuất điện từ các rung động ngẫu nhiên từ môi trường xung quanh. Phát minh này mở ra khả năng cung cấp điện cho các cảm biến điện trên đồng hồ đeo tay, hoặc các cảm biến không dây, hoặc máy điều hòa nhịp tim…

Những thiết bị này được đánh giá cao về hiệu quả cung cấp năng lượng có thể phục hồi từ những dao động tùy ý, hay những dao động biến thiên không tuần hoàn. Loại rung động này có thể sinh ra từ nhiều thứ, chẳng hạn như khi lái xe, máy móc hoạt động trong các nhà máy, hay như sự di chuyển của con người.

Máy phát điện khuếch đại tần số được tạo ra bởi Khalil Najafi – Trưởng khoa Kỹ thuật điện và máy tính, và nghiên cứu sinh Tzeno Galchev. Các thiết bị tương tự hầu hết có khả năng hạn chế hơn bởi vì chúng dựa vào nguồn năng lượng ổn định, các nguồn năng lượng dự đoán được. Phần lớn động năng trong môi trường quanh ta không xảy ra định kỳ, tuần tự lặp lại ổn định; giống như năng lượng từ giao thông trên một đường phố nhộn nhịp, trên cầu hoặc trong một đường hầm, người đi bộ lên và xuống cầu thang, tất cả gây ra những rung động không định kỳ và xảy ra ở tần số thấp. Najafi nói rằng “Máy phát điện tham số của chúng tôi hiệu quả hơn trong những môi trường này".

Các nhà nghiên cứu đã chế tạo 3 mẫu thử nghiệm, sắp tới sẽ hoàn thành mẫu thứ 4. Ở hai trong số các máy phát có sự chuyển đổi năng lượng hoạt động thông qua cảm ứng điện từ, trong đó một cuộn dây được đặt trong một trường từ tính biến thiên. Quá trình này hoạt động tương tự các máy phát điện có quy mô tại các nhà máy phát điện lớn.

Các thiết bị mới nhất và nhỏ nhất, có kích thước cỡ 1cm³, sử dụng một vật liệu áp điện có khả năng tạo ra điện tích khi bị kéo căng. Phiên bản này có thể tạo ra những ứng dụng trong việc theo dõi độ bền kết cấu công trình. Một ngày nào đó, các máy phát điện sẽ có thể cảm biến năng lượng của một cây cầu, và đưa ra những cảnh báo về các vết nứt, hoặc những phá hủy từ từ trước khi mắt thường có thể nhận thấy.

Các máy phát điện này đã chứng minh chúng có thể tạo ra nguồn điện lên đến 0,5 MW (hoặc 500 microwatts) từ biên độ chuyển động đặc trưng của con người. Mức năng lượng này nhiều hơn so với mức năng lượng đủ để một chiếc đồng hồ đeo tay hoạt động, khoảng từ 1-10 microwatts, nhiều hơn mức 10-50 microwatts năng lượng mà các máy tạo nhịp tim cần. (1 Miliwatt = 1.000 microwatts).

Ông Galchev nói rằng: “ Mục tiêu cuối cùng là để cung cấp năng lượng cho các ứng dụng khác nhau, như các cảm biến từ xa không dây và các thiết bị y tế trong phẫu thuật cấy ghép". Đây là những ứng dụng lâu dài có chi phí để thay thế pin rất tốn kém.

Pin thường là một giải pháp không hiệu quả để cấp nguồn cho nhiều loại cảm biến không dây hiện nay. Sự chọn lọc năng lượng có thể cung cấp những lựa chọn tốt hơn. Các máy phát điện này còn có thể cung cấp năng lượng, cho các cảm biến điện không dây trong các tòa nhà, nhằm tạo ra nhiều năng lượng hiệu quả, hoặc trong những không gian công cộng lớn để giám sát chất gây ô nhiễm. Galchev và một nhóm các sinh viên kỹ thuật và kinh doanh đang làm việc để thương mại hóa công nghệ này thông qua công ty của họ.

TỔNG HỢP

KEYTECHacc