Tinh thể quang tử - Điện năng tương lai

Một nhóm các nhà nghiên cứu MIT, đã phát triển ra một cách có thể tạo ra một phiên bản của một loại vật liệu được gọi là tinh thể quang tử, bằng cách sử dụng các kim loại như vonfram hoặc tantali. Các vật liệu mới - có thể hoạt động ở nhiệt độ lên đến 1200 độ C – Chúng có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử cầm tay, tàu vũ trụ thăm dò, và bộ phát ánh sáng hồng ngoại.

Tinh thể quang tử có thể hoạt động ở nhiệt độ rất cao, mở ra bộ các ứng dụng tiềm năng, bao gồm cả thiết bị chuyển đổi nhiệt năng lượng mặt trời, hóa chất, thiết bị hỗ trợ đồng vị phóng xạ, máy phát điện hydrocarbon-power hoặc các thành phần nén năng lượng từ nhiệt thải tại các nhà máy phát điện hoặc các cơ sở công nghiệp. Nhưng cũng có nhiều trở ngại để tạo ra vật liệu mới như: nhiệt độ cao có thể dẫn đến sự bốc hơi, khuếch tán, ăn mòn, nứt, tan chảy hoặc các phản ứng hóa học nhanh chóng của các tinh thể cấu trúc nano. Để vượt qua những thách thức này, nhóm nghiên cứu MIT đã sử dụng thiết kế, tính toán để tạo ra một cấu trúc từ Vonfram, có độ tinh khiết cao, bằng cách sử dụng một hình học thiết kế đặc biệt để tránh thiệt hại khi vật liệu được làm nóng.

NASA rất quan tâm đến nghiên cứu này do tiềm năng cung cấp năng lượng lâu dài. Những nhiệm vụ không gian thường sử dụng máy phát điện đồng vị phóng xạ nhiệt (RTGS), khai thác năng lượng từ một lượng nhỏ chất phóng xạ. Các ứng dụng tiềm năng khác bao gồm những cách thức hiệu quả hơn cung cấp năng lượng thiết bị điện tử cầm tay. Thay vì pin, các thiết bị này có thể chạy trên các máy phát điện “thermophotovoltaic” sản xuất điện từ nhiệt hóa học được tạo ra bởi “microreactors”, từ nhiên liệu như butan. Cùng một trọng lượng và kích thước, các hệ thống như vậy cho phép các thiết bị này hoạt động lâu gấp 10 lần so với với pin hiện tại.

Luôn luôn khó để dự đoán bao lâu công nghệ mới sẽ được ứng dụng để sản xuất ra các sản phẩm thương mại, có thể trong ít nhất hai năm, và nhiều khả năng trong vòng năm năm dựa trên những dự đoán của ông Celanovic. Ngoài việc sản xuất năng lượng, tinh thể lượng tử ánh sáng có thể được sử dụng để điều chỉnh bước sóng của ánh sáng hồng ngoại. Điều này có thể cho ta độ chính xác cao, trong phân tích quang phổ vật liệu, và dẫn đến máy phát điện hóa chất nhạy cảm.

TỔNG HỢP

KEYTECH